부분 안정화 지르코니아의 레이저 피닝 효과

Abstract

레이저 피닝은 재료 표면에 압축잔류응력을 형성시켜 기계적 성질을 향상시키는 기술이다. 최근 레이저 피닝이 실리콘카바이드, 알루미나 등과 같은 고급 세라믹에 적용되는 사례들이 늘고 있으며, 본 연구에서는 부분 안정화 지르코니아에 레이저 피닝을 적용하였다. 실험을 위해서 소결 상태의 지르코니아에 일반적인 가공 공법인 다이아몬드 커팅 및 연마를 거친 샘플과, 이런 가공 공정에 의해 발생할 수 있는 표면의 기계적 성질 변화 가능성을 방지하기 위해 소결 후 추가적인 표면 가공을 거치지 않은 두 가지 샘플을 사용하였다. 표면의 기계적 물성 측정을 위해 두 샘플 모두 표면을 1mm 거칠기로 폴리싱하였다. 레이저 피닝은 Nd: YAG 레이저(파장=532nm, 펄스 폭= 8ns)를 사용하여 레이저 에너지 강도 및 중첩률을 변화시키면서 진행하였으며, 피닝 전후의 표면 경도, 잔류응력, 마찰마모특성 및 파괴인성을 비교하였다.