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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 지르코니아 어버트먼트를 제작하여 고정체와의 적합도를 관찰해보고 적합상태에서 전기화학적특성을 조사하여 금속어버트먼트와의 차이를 조사하였다.
제안 방법
- −1500 mV의 음극 전류 하에서 10분간 인위적으로 환원시켜 시편의 표면을 안정화시키고 동시에 Ar 가스를 주입하여 교반함으로써 시편 표면의 불순물, 산화물 및 용존산소를 제거하여 각각의 시편마다 동일한 조건으로 −1500 mV에서 +2000 mV까지 전위를 가하여 분극 시험을 행하여 부식전위, 부식전류밀도, 부동태전류 밀도를 측정하였다.
- Ti 어버트먼트의 형태를 레이저 스캐너(Kavo, Germany)를 이용하여 스캔하고 CAD/CAM을 사용하여 pre-sintered zirconia block(Everest ZS-blank, Kavo, Germany)으로 지르코니아 어버트먼트 형태를 밀링으로 가공하였다. 제작된 지르코니아 어버트먼트의 강도를 증가시키기 위하여 안정화소결과정을 실시하였다.
- 2 kg의 하중을 주어 10초 동안 측정하였다. 경도는 시편이 서로 바뀌지 않게 주의하면서 총 10회에 걸쳐서 측정하였고 최대값과 최소값을 제외한 그 평균값으로 경도 값을 나타내었다.
- 연마가 끝난 시편은 아세톤, 알콜 및 증류수로 각각 10분씩 초음파 세척하였다. 미세 경도 측정은 0.2 kg의 하중을 주어 10초 동안 측정하였다. 경도는 시편이 서로 바뀌지 않게 주의하면서 총 10회에 걸쳐서 측정하였고 최대값과 최소값을 제외한 그 평균값으로 경도 값을 나타내었다.
- 완성된 어버트먼트는 고정체와 적합을 확인하였고 내면적합이 불량한 어버트먼트는 새로 제작하였다. 소결이 끝난 지르코니아 어버트먼트와 고정체와의 적합성을 확인하여 완성된 지르코니아 어버트먼트를 제작하였다(그림 1).
- 시편은 SiC 연마지를 이용하여 2000 grit까지 습식연마 후, 알루미나 분말을 이용하여 0.3 µm 미세연마한 다음 분극거동을 확인하기 위하여 PARSTAT 2273(EG&G, USA)을 이용하여 0.9% NaCl 전해액에서 1.667 mV/sec의 주사속도로 동 전위 분극시험을 실시하였다.
- 실험 시편의 부식 특성을 전기 화학적 방법을 통해 정량적으로 평가하기 위해 동 전위 시험을 행하였다. 시편은 SiC 연마지를 이용하여 2000 grit까지 습식연마 후, 알루미나 분말을 이용하여 0.
- 안정화소결과정은 노내에서 제조사의 지시에 따라 1500ºF에서 7시간 시행하였으며, 안정화소결이 끝난 후에 마지막으로 샌드블라스팅처리하였다.
- 안정화소결과정은 노내에서 제조사의 지시에 따라 1500ºF에서 7시간 시행하였으며, 안정화소결이 끝난 후에 마지막으로 샌드블라스팅처리하였다. 완성된 어버트먼트는 고정체와 적합을 확인하였고 내면적합이 불량한 어버트먼트는 새로 제작하였다. 소결이 끝난 지르코니아 어버트먼트와 고정체와의 적합성을 확인하여 완성된 지르코니아 어버트먼트를 제작하였다(그림 1).
- 정확한 측정을 위해서 2 mm 두께의 시편을 100~2000 grit까지 SiC 연마지까지 단계적으로 습식 연마한 후 최종적으로 0.3 µm 크기의 알루미나 분말을 이용하여 미세연마하였다.
- Ti 어버트먼트의 형태를 레이저 스캐너(Kavo, Germany)를 이용하여 스캔하고 CAD/CAM을 사용하여 pre-sintered zirconia block(Everest ZS-blank, Kavo, Germany)으로 지르코니아 어버트먼트 형태를 밀링으로 가공하였다. 제작된 지르코니아 어버트먼트의 강도를 증가시키기 위하여 안정화소결과정을 실시하였다. 안정화소결과정은 노내에서 제조사의 지시에 따라 1500ºF에서 7시간 시행하였으며, 안정화소결이 끝난 후에 마지막으로 샌드블라스팅처리하였다.
- 지르코니아 어버트먼트를 제조하여 보철용 지르코니아 어버트먼트의 표면적합도와 전기화학적 거동을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 지르코니아 어버트먼트의 미세조직을 관찰하기 위하여 각각 100, 600, 1200, 2000 grit의 SiC 연마지까지 단계적으로 습식 연마하고 최종적으로 0.3 µm 알루미나 분말로 마무리 한 후 초음파 세척을 한 다음, 주사전자현미경(FE-SEM : field emission scanning electron microscope, Model 4800, Hitachi, Japan)을 사용하여 관찰하였다.
대상 데이터
- 667 mV/sec의 주사속도로 동 전위 분극시험을 실시하였다. 각 시편은 아세톤, 알콜 및 증류수 순서로 초음파 세척하여 건조시킨 후, 시험을 실시하였고, 각각의 전극으로서 작업전극은 시편을 보조전극은 고밀도 탄소전극을 사용했고, 기준전극은 포화감홍전극을 사용하였다. −1500 mV의 음극 전류 하에서 10분간 인위적으로 환원시켜 시편의 표면을 안정화시키고 동시에 Ar 가스를 주입하여 교반함으로써 시편 표면의 불순물, 산화물 및 용존산소를 제거하여 각각의 시편마다 동일한 조건으로 −1500 mV에서 +2000 mV까지 전위를 가하여 분극 시험을 행하여 부식전위, 부식전류밀도, 부동태전류 밀도를 측정하였다.
- 어버트먼트와 고정체사이의 적합도를 관찰하기 위하여 표 1에 나타낸 것처럼 지르코니아 성분과 Fe-Cr-Ni 합금을 준비하였다.
이론/모형
- 지르코니아의 기계적 특성을 측정하기 위해 마이크로비커스 경도기(DM20, AFFRI, Italy)를 사용하였다. 정확한 측정을 위해서 2 mm 두께의 시편을 100~2000 grit까지 SiC 연마지까지 단계적으로 습식 연마한 후 최종적으로 0.
성능/효과
- 1) 지르코니아 어버트먼트와 고정체와의 적합도는 작은 틈의 경우 5~12 µm 범위를, 큰 틈의 경우 40~60 µm를 각각 나타내었다.
- 2) 지르코니아 어버트먼트의 표면경도는 1275.5 Hv를 나타내었으며 표면에서 가공시에 형성된 미세한 스크래치가 존재하였다.
- 3) 지르코니아 어버트먼트를 사용한 경우의 부식전위는 −290 mV를, 지르코니아 어버트먼트를 사용하지 않은 경우는 −280 mV를 나타내었고,｜Epit−Ecorr｜의 절대 값은 지르코니아 어버트먼트의 경우 172 mV를 지르코니아를 사용하지 않는 경우는 150 mV를 나타내었다.
- 4) 금속 어버트먼트만을 사용한 경우 표면에서 많은 공식이 발생되었으며 가공한 방향을 따라서 핏트가 핵생성과 성장을 반복하였고 지르코니아 어버트먼트를 사용한 경우는 금속어버트먼트를 사용한 것에 비하여 핏트의 수와 크기가 현저히 작아진 형상을 보였다.
- 하지만 그림 9에서 틈부식이 발생된 지르코니아 어버트먼트와 고정체의 경계면에서 큰 핏트가 발생 및 성장을 하였음을 보이는데 이는 틈 내에서 공식이 형성되고 그 주위로 성장 합병하면서 공식은 빠른 속도로 진행 하여 금속의 이온용출이 크게 발생11)하였기 때문으로 생각된다. 또한 경계에서 발생된 공식은 지르코니아보다는 금속인 고정체에서 집중적으로 용출되어 나타났다. 이는 지르코니아가 음극으로 작용하고 금속이 양극으로 작용하여 더 용출 속도가 경계에서 가속되어 틈의 존재가 위험11)한 것으로 나타났다.
- 틈에서의 부식특성은 그림 6에서 ｜Epit−Ecorr｜의 절대 값10)으로 나타낼 수 있는데 지르코니아 어버트먼트의 경우의 공식전위(Epit) 값은 −118 mV, 지르코니아를 사용하지 않는 경우의 Epit 값은 −130 mV로 지르코니아 어버트먼트의 ｜Epit−Ecorr｜의 절대 값은 각각 172 mV와 지르코니아를 사용하지 않는 경우는 150 mV를 나타내어 지르코니아 어버트먼트사용 시 틈부식에 대한 저항 값이 크게 나타났다.
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