지르코니아 강화 알루미나(ZTA)는 알루미나(Al₂O₃)의 경도 및 내마모성과 지르코니아(ZrO₂)의 파괴인성을 결합한 고성능 세라믹 복합재입니다. 이러한 조합으로 인해 우수한 기계적 특성을 가진 소재가 탄생하여 다양한 산업 분야의 까다로운 응용 분야에 적합합니다. ZTA와 그 응용 분야에 대한 주요 내용은 다음과 같습니다.
1. 구성 및 특성
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알루미나(Al₂O₃) : 높은 경도, 내마모성, 열 안정성을 제공합니다.
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지르코니아(ZrO₂) : 응력 유도 상변화를 겪어 인성을 향상시키고 , 에너지를 흡수하며 균열 확산을 방지합니다.
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일반적인 구성 : Al₂O₃ 매트릭스에 10-20% ZrO₂.
주요 특성:
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높은 파괴인성(순수 알루미나에 비해)
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우수한 내마모성
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우수한 열적, 화학적 안정성
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높은 강도와 경도
2. 지르코니아 강화 알루미나(ZTA)의 응용 분야
A. 의료 및 치과
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정형외과 임플란트 (예: 고관절 및 무릎 관절) – 생체적합성과 내마모성이 뛰어나기 때문입니다.
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치과 임플란트 및 크라운 – 순수 지르코니아나 알루미나에 비해 강도와 미관이 향상되었습니다.
B. 산업용 마모 부품
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절삭 공구 및 인서트 – 기계 가공 작업을 위한 강화된 인성.
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와이어 드로잉 다이 – 연마 마모에 강함.
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펌프 씰 및 베어링 – 혹독한 환경을 견뎌냅니다.
C. 방어 및 갑옷
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방탄 장갑 (방탄복, 차량 보호) – 지르코니아 상변화로 인한 에너지 흡수로 인해 충격 저항성이 향상되었습니다.
D. 전자 및 공학
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반도체 부품 – 마모가 심한 환경에서 사용됨.
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정밀 엔지니어링 부품 – 치수 안정성이 중요한 분야.
E. 자동차
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밸브 시트 및 가이드 – 고온 엔진 환경에서 마모에 강합니다.
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센서 구성품 – 혹독한 배기 환경용.
3. 순수 알루미나 또는 지르코니아에 비해 장점
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순수 알루미나보다 인성이 더 높습니다 (취성이 낮음).
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순수 지르코니아보다 내마모성이 더 뛰어납니다 .
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완전 안정화 지르코니아와 비교했을 때 비용 효율적입니다 .
