[논문]치과용 지르코니아 블록의 소결온도에 따른 기계적 특성과 색조변화

나정숙

doi:10.14347/kadt.2017.39.3.145

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: This study sought to identify changes in the mechanical characteristics and color of zirconia according to different sintering temperatures of the substance. Methods: This study processed some specimens of zirconia into those of $8mm(H){\times}10mm(W){\times}50mm(L){\pm}0.1$ each...

Purpose: This study sought to identify changes in the mechanical characteristics and color of zirconia according to different sintering temperatures of the substance. Methods: This study processed some specimens of zirconia into those of $8mm(H){\times}10mm(W){\times}50mm(L){\pm}0.1$ each, and sintered them at $1450{\sim}1600^{\circ}C$ on a $50^{\circ}C-interval$ basis in order to examine how their mechanical characteristics and color are changed. Each specimen sintered using the spectral colorimetric apparatus (Easyshade, VITA, Germany) was observed for each of the color change by sintering temperature. Results: When those specimens were sintered at $1450{\sim}1600^{\circ}C$, they were 0% in absorption ratio and porosity, 20% in shrinkage ratio and $6.10g/cm^3$ in specific gravity. Absorption ration, porosity, shrinkage ratio and specific gravity all didn't vary depending on the sintering temperature. The fracture strength of the specimens was highest or 1037MPa at the sintering temperature of $1550^{\circ}C$ and a little lower or 989MPa at that of $1600^{\circ}C$. No variation in L* value was found depending on the sintering temperature of the specimens, while c* value was highest at that of $1450^{\circ}C$. In addition, h* value was highest when the specimens was sintered at $1550^{\circ}C$. Conclusion: This study could determine how zirconia shows changes in mechanical characteristics and color in accordance with different temperatures of its sintering. It is necessary to supplement the physical data of colored transparent zirconia block which is expected to be widely used in clinical practice.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 소성온도를 달리하여 소결온도가 지르코니아의 기계적 성질에 미치는 영향과 분광측색장치를 이용하여 색조 변화의 차이를 관찰하고자 한다.
지르코니아는 소결 중에 정방정계의 지르코니아가 단사정계로 상(phase) 변화되어 지르코니아의 기계적 변화가 발생할 수 있다고 보고하였다(Lee et al, 2011). 본 연구의 목적은 소결온도를 달리하여 지르코니아의 기계적 성질에 미치는 영향과 분광측색장치를 이용하여 색조변화의 차이를 알아보고자 하는 것이다. 각 온도별로 소결한 시편의 꺾임 강도는 1550℃에서 가장 높은 1037.

대상 데이터

Fig. 2와 같은 원판형 지르코니아 블록(Neo Bioteck Zirconia Block DT SDE-14)을 사용하였다. 지르코니아 블록을 다이아몬드 커팅휠(MTI Cooperation, USA)을 사용하여 절단한 다음 세라믹 굽힌 시험 규격인 국제표준학 시험법(ASTM E112)에 근거하여 8 ㎜(H)×10 ㎜(W)×50 ㎜(L)±0.

데이터처리

각 온도별로 소결된 지르코니아 강도에 대한 유의성 검증은 SPSS 통계프로그램(SPSS 12.0 for Windows, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 일원분산 분석(one-way ANOVA test)을 95% 유의수준에서 실시하였고, 사후검정으로 다중비교검정(Tukey's multiple comparison test)을 시행하였다.
색조측정은 각 온도에 따른 평균 색조의 차이를 알아보기 위해 각 시편들의 중앙부를 중심으로 4회씩 측정하였고, 일원변량분석(one-way ANOVA)으로 통계처리 하였으며 그 결과는 Table 3과 Fig. 9에 나타내었다.

이론/모형

KSL 3110 규격에 따라 지르코니아 시편 블록 7개씩을 SiC 연마지 (#100, 400, 800, 1200, 1500, 2000)로 순차적으로 연마한 UTM(universal testing mechine, England, LLOYD Instrument, LR30K)을 사용하여, 3-point bending test로 측정한 파절 하중 값으로 다음의 공식을 이용하여 꺾임강도를 산출하였다.
2와 같은 원판형 지르코니아 블록(Neo Bioteck Zirconia Block DT SDE-14)을 사용하였다. 지르코니아 블록을 다이아몬드 커팅휠(MTI Cooperation, USA)을 사용하여 절단한 다음 세라믹 굽힌 시험 규격인 국제표준학 시험법(ASTM E112)에 근거하여 8 ㎜(H)×10 ㎜(W)×50 ㎜(L)±0.1 크기로 가공하였다. 시편은 소결 온도별로 7개씩 만들었다.
지르코니아 시편의 흡수율, 기공률, 비중을 KSL 3114, 선수축률을 KSL 4004 규격에 따라 측정하였다. 소결된 시편의 건조무게(W₁)를 잰 후, 물에서 3시간 동안 끓인 후 실온까지 냉각하고 가는 철사에 매달아 현수무게(W_{성능/효과

2. 미세구조를 관찰한 결과 1600℃에서 지르코니아의 비정상 입자성장이 활발하게 일어난 것을 볼 수 있었다.

4. 소결온도에 따라 L*값은 소결온도별 차이가 나타나지 않았으며, c*값은 1450℃에서 소결한 시편이 가장 높게 나타내는 것으로 관찰되었고, h*값은 1550℃에서 소결한 시편이 가장 높은 값을 보였으며 1500℃, 1600℃, 1450℃ 순으로 관찰되었다.

후속연구

이상의 결과를 중심으로 무색 지르코니아의 기계적 강도를 유지하기 위해서는 1500~1550℃의 소결온도가 필요하며, 추후에 진행될 연구에서는 구강 내와 유사한 색조를 얻기 위해서는 coloring, 유색 지르코니아 사용 등 다양한 재료를 이용한 심도 있는 실험이 요구되어진다. 본 연구에서는 시편의 재료를 다양화 하지 못한 점과 명도의 차이를 규명하지 못한 점이 한계점으로 사료되며, 임상에서 많이 사용될 것으로 예상되는 지르코니아 블록에 대한 물성적 자료 보완이 필요하다고 생각된다.

이상의 결과를 중심으로 무색 지르코니아의 기계적 강도를 유지하기 위해서는 1500~1550℃의 소결온도가 필요하며, 추후에 진행될 연구에서는 구강 내와 유사한 색조를 얻기 위해서는 coloring, 유색 지르코니아 사용 등 다양한 재료를 이용한 심도 있는 실험이 요구되어진다. 본 연구에서는 시편의 재료를 다양화 하지 못한 점과 명도의 차이를 규명하지 못한 점이 한계점으로 사료되며, 임상에서 많이 사용될 것으로 예상되는 지르코니아 블록에 대한 물성적 자료 보완이 필요하다고 생각된다.}

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수복재료로 지르코니아가 주목받는 이유는?	가장 최근에 치과용 수복재료로 사용되기 시작한 지르코니아는 기계적 성질이 뛰어나 치과용 수복물의 제작이 가능해지면서 오늘날 심미치과 재료로 큰 주목을 받고 있고, 이에 대한 연구와 임상적용이 매우 활발하다. 지르코니아는 기존의 치과세라믹에 비해 2배에 가까운 기계적 성질과 생체 안정성으로 각광을 받고 있다.
	자연치아를 모방하는 반투명의 치과용 포세린의 문제점은?	자연치아를 모방하는 반투명의 치과용 포세린을 금속에 융착시키는 금속 세라믹 수복물은 오랫동안 성공적으로 사용되어 왔으며 현재에도 고정성 보철분야에서 많이 이용되고 있다. 그러나 내부 금속으로 인해 빛의 투과와 반사 그리고 흡수 양상이 자연치와 달라 수복물이 불투명성을 나타내고 금속성분의 용출로 치은의 변색이 나타나는 등 많은 문제점이 나타났다(Lee, 2009).
	지르코니아의 장점은?	가장 최근에 치과용 수복재료로 사용되기 시작한 지르코니아는 기계적 성질이 뛰어나 치과용 수복물의 제작이 가능해지면서 오늘날 심미치과 재료로 큰 주목을 받고 있고, 이에 대한 연구와 임상적용이 매우 활발하다. 지르코니아는 기존의 치과세라믹에 비해 2배에 가까운 기계적 성질과 생체 안정성으로 각광을 받고 있다. 지르코니아는 온도에 따라 단사정, 정방정 및 입방정의 3가지 결정구조로 존재한다.

참고문헌 (12)

Choi SM, Nam SY. Evalution of Color Change According to Coloring Time of Dental Zirconia Block. The Journal of Korean Dental Association, 33(1), 219-223, 2011.
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Goldstein GR, Schmitt GW. Repeatability of a specially designed intraoral colorimeter. J Prosthet Dent, 69, 616-619, 1993.

상세보기
Jo JH, Sea JI, Bae WT. The Effects of Sintering Temperature Influence on the Mechanical Property and Microstructure of Dental Zirconia Block. The Journal of Korean Dental Association, 3(1), 9-15, 2014.
Jorgenson MW, Goodkind RJ. Spectrophotometric study of five porcelain shades relative to the dimenions of color, porceline thickness, and repeated firings. J Prosthet Dent, 42(1), 96-105, 1979.

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Kim JH, kim HY, Kim WC, Kim JH. Comparative Study of Color Correspondence According to Size of Vita CAD/CAM Ceramic Block Using ShadeEye- $Ncc^{(R)}$ System. The Journal of Korean Dental Association, 33(3), 203-209, 2011.
Lee JH, Ahn JS. Influence of Low temperature degradation on the bond strength and flexible Strength of veneered Zirconia(3YTZP). The Journal of Korean Dental Association, 33(3), 193-201, 2011.
Lee SY. Effects of method and specimen parameter on the flexure strength of dental zirconia ceramic. Doctoral Thesis Graduate School Dankook University, 1-3, 2009.
Nam JY. Effects of Water Based Coloring Liquid on the Color and Hardness of Zirconia. Masters Thesis Graduate School Catholic University of Pusan, 8, 2016.
Oh SM. A Study on the Tone Blocking Using ZrO2 Core and the Effect of Treatment Condi tion on Coloring of Zirconia Cor. Doctoral Thesis Graduate School Pai Chai University, 25-29, 2011.
Paul S, Peter A, Pietrobon N, Hammerle CHF. Visual and Spectrophotometric shade analysis of human teeth. J Dent Res, 81(8), 578-582, 2002.

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Yoo JH. Mechanical Properties and Chromaticity of Colored Zirconia for Dental Applications. Masters Thesis Graduate School Inha University, 1-4, 2016.

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