초록 ▼

― 수열합성에 의한 수산화아파타이트 (HAp)와 지르코니아 나노분말의 합성공정 확립 수열합성을 통해 지르코니아의 경우 11 nm, HAp는 50nm 직경의 나노분말을 합성함.
― 나노HAp의 낮은 입성장과 높은 치밀화를 위한 소결법 확보 2-step 소결법을 통해 입경이 약 300nm이며 밀도가 이론밀도의 99.3%인 소결 공정 확립.
― $MgAl_2O_4$에 의한 HAp의 고온 상안정화 실현 $MgAl_2O_4$스핀넬 분말 충진으로 HAp/3 mol% Y2O3가 첨가되어 안정화된 정방정 지르코니아 (3Y-TZP) 복합

― 수열합성에 의한 수산화아파타이트 (HAp)와 지르코니아 나노분말의 합성공정 확립 수열합성을 통해 지르코니아의 경우 11 nm, HAp는 50nm 직경의 나노분말을 합성함.
― 나노HAp의 낮은 입성장과 높은 치밀화를 위한 소결법 확보 2-step 소결법을 통해 입경이 약 300nm이며 밀도가 이론밀도의 99.3%인 소결 공정 확립.
― $MgAl_2O_4$에 의한 HAp의 고온 상안정화 실현 $MgAl_2O_4$스핀넬 분말 충진으로 HAp/3 mol% Y2O3가 첨가되어 안정화된 정방정 지르코니아 (3Y-TZP) 복합체에서 HAp의 삼인산칼슘 (TCP)으로의 분해를 억제할 수 있었으며, 이는 $MgAl_2O_4$에 의해 HAp의 고온상안정화 기구를 규명함
― $Nb_2O_5$의 첨가에 따른 나노 지르코니아의 인성강화 3Y-TZP에 1.6 mol% $Nb_2O_5$의 첨가로 3Y-TZP의 파괴인성은 2.3 $MPam^{1/2}$에서 9.6 $MPam^{1/2}$로 4배 이상 증가함
― 등압성형이 가능한 개기공성 HAp/지르코니아 다공체 제조기술 확보 기공전구체인 파라핀 과립에 HAp/$ZrO_2$ 복합분말과 개기공 형성제로 흑연입자를 코팅하고 300 MPa의 등압 하에서 성형한 후 이를 탈지 및 소결했을 때 기공구조마디의 형상이 우수한 다공체를 얻음

Abstract ▼

The composition of hydroxyapatite (HAp) IS similar to that of nano-sized (25-50 nm) inorganic component of bone, which comprises 67 wt% of bone. Since HAp has a unique property to bond directly to the bone, that is, bioactivity, it has been considered as a material to replace damaged hard tissue. Ho

The composition of hydroxyapatite (HAp) IS similar to that of nano-sized (25-50 nm) inorganic component of bone, which comprises 67 wt% of bone. Since HAp has a unique property to bond directly to the bone, that is, bioactivity, it has been considered as a material to replace damaged hard tissue. However, its low strength ( < 100 MPa) and fracture toughness ( 1 < MPaml/2 ) prevent HAp form applying for load bearing hard tissue. Thus it has been required to strength then HAp by forming composites with tetragonal zircorua (3Y - TZP) that possesses the highest strength and toughness among bioinert ceramics. Problem involved m HAp/3Y-TZP composites are ; 1) decomposition of HAp into tricalcium phosphate (Ca3(P04)2 : TCP), which has highest solubility in body fluid than HAp, during sintering ; 2) decrease in mechanical properties and sintered density as a result of phase transformation of tetragonal to cubic zirconia during the sintering. Thus, it is nessecitated to lower sintering temperature of the composites by using nano-isized HAp and 3Y-TZP powders, which may ensure prevention of the decomposition and high mechanical properties.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...6
• CONTENTS...8
• 목차...9
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...10
• 1절 연구개발의 배경 ...10
• 2절 연구개발의 필요성 ...14
• 3절 연구개발의 최종목표 ...15
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...16
• 1절 국내 기술 개발 현황 ...16
• 2절 국외 기술 개발 현황 ...17
• 3절 앞으로의 전망 ...19
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...20
• 1절 나노 HAp 분말의 합성...20
• 2절 나노 Zirconia 분말의 합성 ...52
• 3절 나노 HAp/zirconia의 복합화 ...65
• 4절 나노 HAp/zirconia의 복합체의 상안정성 ...72
• 5절 다공성 HAp/zirconia의 복합체의 제조 ...82
• 6절 나노 HAp/zirconia의 복합체의 생체친화성 ...91
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...102
• 1절 목표달성도 ...102
• 2절 관련분야에의 기여도 ...103
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...104
• 1절 연구개발결과의 활용계획 ...104
• 2절 향후 연구개발 계획 ...104
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...105
• 제7장 참고문헌 ...107