지식나눔

열팽창 및 열수축

지르코늄계 화합물샘플을 딜라토메터로 측정해봤더니 
상온에서 150도까지는 열팽창하고 그 이후로 1000도까지 계속 수축했습니다.
무슨 이유에서 이런 현상이 발생하는 걸까요?
이 재료는 1500이하에서는 상전이가 발생하지 않거든요...
답변 좀 부탁드리겠습니다.
  • 열팽창
  • 수축
  • 고온재료
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
답변 2
  • 답변

    안길홍님의 답변

    Zirconia에 수분이 함유되어 있거나, 다른 불순물이 함유되어 있을 경우 저온에서는 팽창하나, 고온에 접어들면 수분의 증말 및 불순물의 분해 과정을 거쳐  stabilized Zirconia단계로 진입하여 수축하는 것으로 자료에 나와있습니다.
    첨부 자료의 (Fig.1)을 참조바랍니다.
    Zirconia에 수분이 함유되어 있거나, 다른 불순물이 함유되어 있을 경우 저온에서는 팽창하나, 고온에 접어들면 수분의 증말 및 불순물의 분해 과정을 거쳐  stabilized Zirconia단계로 진입하여 수축하는 것으로 자료에 나와있습니다.
    첨부 자료의 (Fig.1)을 참조바랍니다.

    친절한 답변 감사드립니다^^

  • 답변

    이원준님의 답변

    우선 시편은 지르코늄(Zr)계 화합물이라고 하셨는데 대기중에 노출되었으니 정확히는 
    지르코니아(ZrO2)계 화합물이겠죠? 
    아마 추측컨데 polimer(바인더나 기타 첨가물)이 함유되어 있을 가능성이 높아보입니다.

    딜라토 측정하셨다고 하셨는데 어떤 분위기에서 한지는 알 수 없으나
    기본적으로 산화분위기라면 지르코니아가 monoclinic이든 tetragonal이든 cubic이든
    온도가 올라가면 팽창을 합니다. 하지만 말씀하신대로 150도 이상이라면 수분이나 polimer같은 첨가물이 burn out되고 그러면서 지르코니아계 화합물이 합성 또는 치밀화가 일어나겠죠.
    그러는 과정에서 아마 burn out되고 남은 공간을 메우면서
    거시적으로보면 수축되는 것으로 판단됩니다.
    우선 시편은 지르코늄(Zr)계 화합물이라고 하셨는데 대기중에 노출되었으니 정확히는 
    지르코니아(ZrO2)계 화합물이겠죠? 
    아마 추측컨데 polimer(바인더나 기타 첨가물)이 함유되어 있을 가능성이 높아보입니다.

    딜라토 측정하셨다고 하셨는데 어떤 분위기에서 한지는 알 수 없으나
    기본적으로 산화분위기라면 지르코니아가 monoclinic이든 tetragonal이든 cubic이든
    온도가 올라가면 팽창을 합니다. 하지만 말씀하신대로 150도 이상이라면 수분이나 polimer같은 첨가물이 burn out되고 그러면서 지르코니아계 화합물이 합성 또는 치밀화가 일어나겠죠.
    그러는 과정에서 아마 burn out되고 남은 공간을 메우면서
    거시적으로보면 수축되는 것으로 판단됩니다.

    친절한 답변 감사드립니다^^