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Ti-Ni기 형상기억합금은 우수한 형상기억특성, 내부식성 및 기계적 특성을 가지고 있지만 Ni의 독성으로 인한 생체부적합 반응이 보고되면서 Ni-free Ti기 합금의 연구가 요구되고 있다. Ni-free Ti기 합금 중 β-타입의 Ti기 형상기억합금은 우수한 내부식성과 생체적합성, 그리고 상온에서 안정한 형상기억특성을 가진다. 또한 낮은 탄성계수를 가지고 있으므로 탄성계수차이에 기인한 응력차폐현상을 최소화 할 수 있다. Ti-Nb기, Ti-Ta기, Ti-Mo기 형상기억합금 등이 개발되어지고 있으나, Ti-Ni기 합금에 비하여 낮은 변태변형률과 낮은 슬립임계응력이 단점으로 지적되고 있다. 최근 회복 Strain을 증가시키기 위하여 Zr을 첨가한 Ti-Nb-Zr기 합금에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한 Sn을 첨가가 변태변형률을 향상시킨다고 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 Ti-Nb-Zr기 합금에 Sn과 유사한 특성을 보이는 In을 첨가하여 In의 첨가량에 따라 형상기억특성에 미치는 영향을 조사하였다. 인장 시험기를 사용하여 형상기억특성 및 변태변형률을 측정하고 EBSD 측정을 통해 집합조직이 변태변형률에 미치는 영향을 분석하였다.
Ti-Zr-Nb-In합금은 상온에서 안정한 형상기억 및 ...

Ti-Ni기 형상기억합금은 우수한 형상기억특성, 내부식성 및 기계적 특성을 가지고 있지만 Ni의 독성으로 인한 생체부적합 반응이 보고되면서 Ni-free Ti기 합금의 연구가 요구되고 있다. Ni-free Ti기 합금 중 β-타입의 Ti기 형상기억합금은 우수한 내부식성과 생체적합성, 그리고 상온에서 안정한 형상기억특성을 가진다. 또한 낮은 탄성계수를 가지고 있으므로 탄성계수차이에 기인한 응력차폐현상을 최소화 할 수 있다. Ti-Nb기, Ti-Ta기, Ti-Mo기 형상기억합금 등이 개발되어지고 있으나, Ti-Ni기 합금에 비하여 낮은 변태변형률과 낮은 슬립임계응력이 단점으로 지적되고 있다. 최근 회복 Strain을 증가시키기 위하여 Zr을 첨가한 Ti-Nb-Zr기 합금에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한 Sn을 첨가가 변태변형률을 향상시킨다고 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 Ti-Nb-Zr기 합금에 Sn과 유사한 특성을 보이는 In을 첨가하여 In의 첨가량에 따라 형상기억특성에 미치는 영향을 조사하였다. 인장 시험기를 사용하여 형상기억특성 및 변태변형률을 측정하고 EBSD 측정을 통해 집합조직이 변태변형률에 미치는 영향을 분석하였다.
Ti-Zr-Nb-In합금은 상온에서 안정한 형상기억 및 초탄성 특성을 보였으며 In의 함량이 증가함에 따라 변태온도가 감소하였다. In의 함량이 증가함에 따라 {112}<110>과 {001}<110> 재결정 조직이 발달하여 최대변태변형률이 증가하는 경향을 보이나 Ti-30Zr-8Nb-4In, Ti-40Zr-8Nb-3In합금의 경우 형상기억효과 및 초탄성 특성을 저해하는 <001>면의 성장으로 최대변태변형률이 감소하였다.
In의 함량이 증가함에 따라 결정립의 크기가 선형적으로 감소하였다. 이와 같이 In의 함량이 증가함에 따라 결정립 미세화와 고용경화에 따라 인장강도가 증가하였다고 사료된다.
As-rolled 재에서 In의 함량이 증가함에 따라 탄성계수가 선형적으로 증가하는 경향을 보이며 용체화처리재에서는 각 시료의 변태온도에 따라 탄성계수가 변화하였다. Ti-40Zr-8Nb-4In합금은 <001>면의 성장으로 낮은 탄성계수를 나타냈다.
향후 생체재료용 합금에 있어 합금원소의 첨가 및 열처리 조건, 집합조직 제어를 통해서 우수한 형상기억효과 및 초탄성특성, 저탄성계수를 가지는 연구가 필요하다고 사료된다.

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