분야
hwp화학식 ZrO. 산화 지르코늄(zirconium oxide). 산화지르코늄(Ⅳ)이라고도 한다. 지르콘광상에서 산출되는 은백색의 단단한 희유금속 원소이다. 분자량 123.22. 녹는점 2700℃. 저온형(단사결정계)과 고온형(정방결정계)로 나뉜다.
굴절률이 크고 녹는점이 높으므로 내식성이 크다. 물에 녹지 않고, 황산·플루오르화수소산에 녹는다. 온도의 급변에 견디므로 내열재료나 도가니 등에도 널리 사용되고, 소결체(燒結體)는 관상용(觀賞用)으로 사용되며 안료(顔料)로도 사용된다.
1.지르코니아의 개요
1) zirconia의 특징
지르코니아는 zircon(ZrSiO4)와 Baddelyite(ZrO2)광물에서 얻을 수 있는 재료로서 우수한 특성으로 인하여 여러 분야에서 사용되고 있다.
이지르코니아는 일반적으로 1-2%의 hafnium을 함유하고 있으며 이 hafnium은 원자력 분야에서 지르코니움 금속을 사용할 때만 제거할 필요가 있다.
지르코니아는 높은 용융온도(약 2,700℃)를 갖는 내열성 재료로서 이외에도 낮은 열전도도, 산성에섬 알카리성 영역까지의 넓은 내화학안정성을 가지며 낮은 열 팽창성, 고강도 및 고경도(7.0이상의 모오스 경도)의 내마찰성 등 우수한 재료적 특성을 지고 있어 19세기초부터 유리용융용, 제철 제가용 등의 내열 재료로 사용되어 왔으나, 세라믹 재료가 갖고 있는 취성 때문에 그 활용 범위가 제한되어 왔다.
그러나, 1975년Garvie 등이 상변태에 의하여 강도가 증진되며 세라믹스의 단점인 취성을 개선할 수 있음이 밝혀진 후, 고강도 및 고인성의 지르코니아 세라막스 제조의 대한 연구가 활발하게 진행되었으며 그 결과 다양한 분야에 지르코니아가 활용되게 되었다.
지르코니아는 온도에 따라 결정 구조가 변화하는 데 상온에서는 monoclinic 결정구조를 갖는다. 이 결정구조는 우수한 유전성, 압전성 및 이온 전도성을 갖는다. 이와같이 특성은 지르코니아를 산소센서, 착화소자 및 음파탐지기 등에 활용할 수 있게 한다.
