Kim SH, Kim WT 민반응을유발할수있으며, 6 기공과정에서발생하는베릴륨의분진및증기를흡입할경우과민증및인체에독성을유발할수있는잠재적위험성이보고되고있다 년에영국의윌리엄그리거 (William Gregor) 가검은모래 (Ilmenite) 로부터하얀색의금속산화물

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계인 십
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1 ISSN eissn Original Article Effect of titanium powder on the bond strength of metal heat treatment Sa-Hak Kim 1, Wook-Tae Kim 2 * 1 Department of Dental Technology, Kyungdong University, Wonju, Republic of Korea 2 Department of Dental Technology and Science, College of Health Science, Shin-Han University, Uijeongbu, Republic of Korea Purpose: Ni-Cr alloy does not contain Beryllium, causing the metal compound to form oxides in the furnace but by using Titanium as a chemical catalyst the forming of the oxides can be controlled, and by controlling the impurities formed on the metal surface, the possibility of the Ni-Cr alloy bond strength being increased can be analysed. Materials and Methods: Titanium was used as a chemical catalyst in the porcelain for the oxidation of beryllium-free metal (Ni-Cr) alloy. The T1 group, which does not use Titanium power as a chemical catalyst is a reference model for comparison. The T2 group and T3 group used 10 g and 20 g of Titanium power, respectively. They are fabricated to observe the shear bond strength and surface properties. There was no significance when Oneway ANOVA analysis/tukey Honestly Significant Difference Test was conducted for statistical analysis among groups (P > 0.05). Results: Results of measuring the three-point flexural bond strength of the Ni-Cr alloy and thickness of the oxide film. Experiment T3 using 20 g Titanium chemical catalyst: ± 3.41 MPa and 6.66 µm, having the highest bond strength and thinness of oxide film. Experiment T2 using 10 g Titanium chemical catalyst: ± 1.39 MPa and µm. Experiment T1 using no Titanium chemical catalyst: ± 1.91 MPa and µm. Conclusion: The T2 and T3 experiments using Titanium chemical catalyst showed higher bond strength for the Ni-Cr alloy and lower thickness of oxide film than experiment T1, and the titanium catalyst being able to increase bond strength was observed. (J Dent Rehabil Appl Sci 2017;33(2):71-9) Key words: Beryllium; Titanium; chemical catalyst; oxide film; bond strength 서론 금속-도재관 (Pocelain Fused to Metal Crown, PFM) 에사용되는치과용비귀금속합금은코발트-크롬 (Co- Cr) 합금, 니켈-크롬 (Ni-Cr) 합금, 티타늄 (Ti), 티타늄합금 (Ti-6Al-4V) 이주로사용되고있다. 1 치과용금속이금속-도재관으로사용되기위해서는상부도재와하부금속사이에적절한결합강도가가장중요하다. 2 이에영향을미치는요인은화학적결합, 기계적결합, 압축력에의한결합, 분자간인력에관한결합등이있다. 3 그중금속산화물과도재간의화학적결합이가장큰부분을차지하며, 열처리중산소와친화력이큰 금속이표면에금속산화물을형성하여도재와화학적결합을형성하게된다. 4 이중니켈-크롬합금은코발트-크롬합금보다주조성이좋으나, 니켈과크롬이산화처리나반복소성중주성분들이산화되기쉬워 NiO, CrO가 NiCrO 4 등의산화물로생성되어빠르고두꺼운산화막을형성하여적절한결합강도를얻는데어려움이있다. 반면니켈-크롬합금에베릴륨을첨가할경우 (Ni-Cr- Be) 합금의녹는점을낮추고기계적성질및주조성을향상시키며 BeO의단층산화막을형성하여도재와의우수한결합강도를보이기때문에금속-도재관으로널리활용되어왔다. 5 그러나니켈자체가세포독성, 알러지, 과 *Correspondence to: Wook-Tae Kim Associate Professor, Department of Dental Technology & Science, College of Health Science, Shin-Han University, 95 Hoam-ro, Uijeongbu, 11644, Republic of Korea Tel: , Fax: , wrdeul@hanmail.net Received: January 14, 2017/Last Revision: March 19, 2017/Accepted: April 10, 2017 Copyright 2017 The Korean Academy of Stomatognathic Function and Occlusion. cc It is identical to Creative Commons Non-Commercial License. 71

2 Kim SH, Kim WT 민반응을유발할수있으며, 6 기공과정에서발생하는베릴륨의분진및증기를흡입할경우과민증및인체에독성을유발할수있는잠재적위험성이보고되고있다 년에영국의윌리엄그리거 (William Gregor) 가검은모래 (Ilmenite) 로부터하얀색의금속산화물을분리하는실험에성공하였고, 1791년에크래프로드 (Klaproth) 가그금속원소의이름을티타늄 (Titanium) 이라고임시로명명한것이영구적인이름이되었다. 치과용금속으로티타늄은생체친화적이며, 타금속보다비중이낮으면서도적절한기계적강도를가지기때문에임플란트상부구조물, 가철성및고정성금속구조물등의치과용보철물제작에도널리사용되고있다. 8 그러나티타늄주조시발생하는주조체의과도한산화막형성으로인해티타늄과도재간의결합력이저하되어박리가일어나므로티타늄만으로금속-도재관을제작하기에는많은개선점이필요한실정이다. 9 티타늄도재수복물을 3년간관찰한결과단일관은 85% 의성공률을, 고정성국소의치에서는 59% 의성공률을보고하였는데대부분실패의원인은도재의파절이였다. Walter 등 10 은 5년간의임상적관찰에서안전한도재결합을유지하는비율이티타늄관에서 84%, 금속관에서는 98% 이었음을보고하였다. 환자의형태와색에대한심미적인만족도나 margin 의적합성이우수하므로임상에서티타늄-도재관의사용이적절하다고보고하였지만, 티타늄과도재의결합강도가아직불충분하다는것을알려준다. 이러한티타늄-도재수복물의낮은결합강도는도재를축성하는동안과도한티타늄산화물표면 (Ti oxide scale) 의형성이결정적인실패의주원인으로임상적인보고도아직희소하나 Kaus 11 는임상적관찰에서귀금속관에비하여티타늄관의상대적으로높은도재파절율보고하고있다. 티타늄-도재결합과관련하여이런문제를해결하기위해서증가된온도에서티타늄산화물에나타나는산소의확산을제한하고부착성의산화물표면을만들어도재가접착할수있도록티타늄표면에다양한순수금속과세라믹으로코팅하여그표면을조절하는방법들이연구되고있다. 이와다른측면으로티타늄이고온에서타금속보다산소와빠르게결합하는특징을활용하여, 티타늄은타분야에서도활발하게연구되고있으며, 환경친화적으로공기정화작용, 유해물질분해 ( 탈취작용 ), 오염방지기능, 변색방지기능및향균작용등의산업분야의화학적 촉매로많이사용되고있다. 12 그러나소성과정에서티타 늄파우더를이러한화학적촉매로이용하는연구는부 족한실정이다. 따라서본연구에서는베릴륨이함유되지않은금속 - 도재용 (Ni-Cr) 합금산화처리시도재로안에티타늄파 우더를화학적촉매로사용하지않은대조군과화학적 촉매로사용한실험군을도재소성후, 시편과도재사이 의결합강도를 3 점굽힘시험 (three-point bending test) 을통해티타늄분말이화학적촉매제로도재와의결합 강도에미치는영향을알아보고자하였다. 1. 시편준비 1) 실험재료 연구재료및방법 실험재료는현재시판되고있는베릴륨이포함되지않 은 Ni-Cr 합금인주조용 Verabond 2v (Aalbadent, Fairfield, USA) 를사용했으며, 도재분말은 Super Pocelain Ex-3 (Noritake Co., Nagoya, Japan) 를사용하였다 (Table 1, 2). Table 1. Technical data of alloys used in study Alloy Type Composition (%) Verabond 2v Base-metal Grade I Ni (71.85) Cr (12.6) Mo (9) Nb (4.0) Al (2.5) S i(0.5) Tensile strength, psi (Mpa) (1021) Yield strength, psi (MPa) (745) Elastic modulus, % 18 CTE ( 10-6 / C) 14.1 ( C) Table 2. Technical data of porcelains used in study Porcelain Noritake Co., Japan (Shade A3) Opaque (Noritake) Noritake Co., Japan (Shade A3) CTE ( 10-6 / C) J Dent Rehabil Appl Sci 2017;33(2):71-9

3 Effect of titanium powder on the bond strength of metal heat treatment 2) 시편제작베릴륨이함유되지않은금속-도재용 (Ni-Cr) 합금산화처리시도재로안에티타늄을화학적촉매로이용하여결합강도와계면특성을관찰하기위해티타늄파우더를화학적촉매로사용하지않은 T1군을대조군으로하고, 10 g, 20 g 티타늄파우더를사용한시편을 T2, T3군으로분류하여시편을제작하였다 (Table 3). 측정을위한시편제작은로스트왁스주조법을적용하여 mm 크기의 plastic판을이용하여제작하고, 표면을연삭하여 25 mm 3 mm 0.5 mm의형상을갖는시편을제작하였다. 각군당 10개씩하여 30 개를제작하였고, 계면관찰을위한시편도각군당 1개씩하여 3개를제작하였다. 전용의 CB-30매몰재 (Ticonium, Albany, USA) 를이용하여제조사가제시한방법으로매몰하였다. 주조는 electric arc를열원으로하는가압 / 흡입형방식의전용주조기 (Rematitan Autocast, Dentaurum Inc., Ispringen, Germany) 를사용하여시행하였다. 모든시편은방사선사진촬영을하여주조체내부기포유무를확인하였다. 도재분말이도포될면은주입선을절단한주조시편을 ISO9693 규격에맞게 mm 크기가되도록기공용카바이드바와샌드페이프로조정하고, 도재피개면을연마하고, 대조군과실험군시편들을세라믹이융착될면에 3bar의압력으로 50 μm alumina oxide 분말로샌드블라스팅을실시하고, 증기세척과아세톤에넣어 10분간초음파세척을하였다. Degassing처리는치과용 porcelain 전용소성로 (Touch & Press, Dentsply, York, USA) 에서 980 C에서 5분간처리를시행하였다 (Table 4). 도재는시편중앙부에직경 5 mm, 높이 5 mm로축성하기위하여내경이 mm가되도록 putty로제작하고그안에불투명, 투명도재를축성한후진동을주어응축하여제조사추천의소성스케줄에맞추어소성하는방법으로제작하였다. 소성후금속위의과잉된도재는 #1000 SiC paper로연마하였다. 2. 시험방법 1) 결합강도측정결합력을관찰하기위하여시편을고정장치에고정하고만능시험기 (Instron 3366, Instron, Co., Norwood, USA) 에서 span length 20 mm의 3점굽힘시험장치를이용하여측정하였다 (Fig. 1). 시편들의도재층이아래로향하게놓고, 중앙에서 1.5 ± 0.5 mm/min의속도로도재층한쪽끝에서탈락이일어날때까지하중을가하여파절시의순간최대하중을측정하고도재와금속간의결합력을산출하였다. 0.5 mm Loading Be free metal plate Coating layer 3 mm Porcelain veneer 8 mm 2 mm Table 3. Experimental group of this study Code Titanium powder Number T1 0 g 10 T2 10 g 10 T3 20 g mm Fig. 1. Specimen and test configuration of ISO point bending test for metal-ceramic bonding strength. Table 4. Degassing treatment conditions for surface oxidation Low Temperature ( C) Preheat Time (sec) Heat Rate ( C/min) Vacuum Level (cm/hg) Vacuum Release ( C) High Temperature ( C) Hold Time (min) T1, T2, T J Dent Rehabil Appl Sci 2017;33(2):

4 Kim SH, Kim WT 2) 시편관찰합금과도재의결합계면에형성된산화막두께를관찰하기위해결합강도측정전, 후단면들을 Pt 코팅후주사전자현미경 (FE-SEM, JSM-7001F, Jeol, Tokyo, Japan) 으로분석하였다. 3) 통계처리각군의결합강도결과는통계적유의성을검증하기위하여통계프로그램 (SPSS Statistics 20.0, IBM, Chicago, USA) 를이용하여분석하였고, 일원배치분산분석 (one-way ANOVA) 은그룹간의차이를검사하기위해서시행되었다. 사후검정 (Tukey Honestly Significant Difference test) 은그룹간의통계적차이를비교하여시행되었다. 통계적유의수준은 0.05로하였다. 결과 1. 결합강도 (3점굴곡시험 ) 표면처리에의한티타늄파우더를화학적촉매사용유무에따른결합력을관찰하기위하여 3점굽힘시험 (three-point bending test) 으로측정하여결합력을산출한결과, 티타늄파우더를화학적촉매로 20 g 사용한 T3 군이 ± 3.41 MPa로가장높게나타났으며, 10 g을사용한 T2군은 ± 1.39 MPa, 티타늄파우더를화학적촉매로사용하지않은대조군 T1군은 ± 1.91 MPa 순으로나타났다 (Table 5). 시편들의결합력의사후검정 (Tukey test) 결과실험군사이에서는유의성이있는차이가분석되었다 (P < 0.05). 도재와금속간의파절양상은모두유사한형태로주로도재와도재사이에서파절이발생하는응집실패 (cohesive failure) 와도재와코핑사이에파절이나타나는부착실패 (adhesive failure) 가함께관찰된혼합실패양상이관찰되었으나, T1군에서부착실패가나타났고, T2, T3군의경우는응집실패와부착실패의양상이나타났다. 주사전자현미경상으로관찰된티타늄파우더를화학적촉매이용한 T2, T3군의경우는도재사이에파절이일어나도재가금속의표면에더많이부착되어응집파절로혼합실패양상으로나타나며, 대조군인 T1군의경우는과도한산화막으로접착파절양상이두드러진부착실패의양상으로나타났다. 2. 금속-도재계면시편분석주사전자현미경상으로관찰된금속계면 SEM사진으로산화막두께를측정한결과, T1군은 µm, T2군은 µm, T3군은 6.66 µm으로측정되었다 (Fig. 2). 산화막두께가얇은 T3군은잔존하는도재가가장많았고, T1군이가장적으며나머지 T2군은 T1군보다더많은잔존부위를보였다. 고찰 금속-도재관에사용되는비귀금속합금의사용에베릴륨의유해성으로첨가되지않은금속이보철물제작에사용되고있다. 국내에서도베릴륨이첨가되지않은 Ni- Cr 합금과생체안정성이우수한 Co-Cr 합금의사용만을허용하고있다. 13 그래서산화막형성이과다하여금속-도재비귀금속합금의결합력에많은문제점이발생하고있다. 금속-도재관은금속과무기재료라는이종재료간의 Table 5. Bond strength (MPa) according to surface treatment Group N Mean* Standard deviation Min Max Lower 95% CI Upper T a # T b T c # Different letters indicate significant differences according to Tukey s HSD test (P < 0.05). 74 J Dent Rehabil Appl Sci 2017;33(2):71-9

Effect of titanium powder on the bond strength of metal heat treatment A B c b a 28.25 µm 23.63 µm c b a 35.81 µm 12.38 µm C 36.47 µm c b a 6.66 µm Fig. 2. SEM photographs analysis of metal-ceramic specimen (T1, T2, T3 group).

가열에의한용착으로결합되는데, 도재를축성하기전에시행되는금속의열처리는금속표면에오염된유기물질을제거하고, 주조과정이나기공과정에서생긴내부의 stress를없애소둔 (annealing) 효과를얻고금속내부의 gas를방출시켜도재제작시기포로인한균열을방지하며,

본실험은베릴륨이함유되지않은금속-도재용 (Ni- Cr) 합금산화처리시도재로안에티타늄을화학적촉매로이용하여산화막을억제하고, 금속표면에형성될불 순물을제어하여도재의결합력을증진시켜줄수있는가능성을분석하고자하였다.

5 Effect of titanium powder on the bond strength of metal heat treatment A B c b a µm µm c b a µm µm C µm c b a 6.66 µm Fig. 2. SEM photographs analysis of metal-ceramic specimen (T1, T2, T3 group). (A) T1 group, (B) T2 group, (C) T3 group. a, metal; b, oxide film; c, porcelain. 가열에의한용착으로결합되는데, 도재를축성하기전에시행되는금속의열처리는금속표면에오염된유기물질을제거하고, 주조과정이나기공과정에서생긴내부의 stress를없애소둔 (annealing) 효과를얻고금속내부의 gas를방출시켜도재제작시기포로인한균열을방지하며, 도재와의결합에도움을주는산화막을형성하기위한것으로산화막의생성이과다하거나부족할경우에는세라믹과금속의결합계면에서의적절한결합력의발휘를기대할수없다. 14,15 일반적으로금속에생성되는산화막은내부산화와외부산화그리고온도상승에따라주위의산소와높은친화력을나타내는합금원소의선택산화에의한결과이며, 사전열처리방법에따라그생성정도가달라진다. 본실험은베릴륨이함유되지않은금속-도재용 (Ni- Cr) 합금산화처리시도재로안에티타늄을화학적촉매로이용하여산화막을억제하고, 금속표면에형성될불 순물을제어하여도재의결합력을증진시켜줄수있는가능성을분석하고자하였다. 금속-도재간의결합강도는 3점굴곡시험을사용하였는데이는반복적재현이가능하며정량화되어있고시편제작과실험과정이용이할뿐만아니라도재층의두께와금속의두께가임상적으로타당성이있기때문이다. 16 이러한 3점굴곡시험은도재-금속결합강도측정에널리사용되고있는방법으로 ISO 9693에서국제규격으로제시하고있는방법이다. 3점굴곡시험에서시편은도재의두께가얇을경우도재층내부의파절이일어날수있으며이때측정되는하중은결합강도가아니라도재의인장강도가측정되는것이므로금속과도재의두께비율이 1:2 이상이되어야한다. ISO 결합강도는금속과세라믹의조합, 열팽창계수및결합재의사용유무에따라달라지기때문에결과해석에주의가필요하다. 17 J Dent Rehabil Appl Sci 2017;33(2):

6 Kim SH, Kim WT 일반적으로금속도재관의결합력을평가하기위하여실험군을제작하여 3점굽힘시험을하면판모양의시험시편중앙부에불투명도재를축성, 소성한것을반대측에서가압한실험한결과용착면끝부분에서먼저박리되는양상을나타낸다. 본실험의파절양상을분석한결과, T3군이 T2군과 T1 군보다많은양의도재가금속면에남아있었고, 주사현미경관찰에서도 T3군이긴밀하게결합되어있는점으로입증할수있다. T2군역시 T1군보다높은결합강도값이나온결과를살펴보면, T1군은금속하부구조물에부착된불투명도재가소성후박리 (debonding) 되거나깨짐현상이발생되었지만, T2군은금속면에어느정도도재가남아있었다. 이와같은결과는, 베릴륨이첨가되지않은금속에서빈번하게발생되는과도한산화막은결합력을감소시키는요인으로선행의논문과도일치하였고, 18 하부구조물로사용한합금을열처리하면산소와의친화력이크고확산속도가빠른원소들이표면으로이동하여산화물을형성하게되는데, 금속표면산화막에서산소농도가급격하게증가하여금속표면에산화물이형성된결과로판단된다. 베릴륨이함유되지않은금속-도재용 (Ni-Cr) 합금산화처리시도재로안에티타늄을화학적촉매로이용한금속-도재계면의파절을육안으로관찰한결과, 시편모두유사하게하중이가해진하방으로수직적인도재의파절양상이관찰되었고, 도재와금속간의파절양상은도재와도재사이에서파절이발생하는응집실패 (cohesive failure) 와도재와코핑사이에파절이나타나는부착실패 (adhesive failure) 가함께관찰된혼합실패양상이관찰되었다. T1군은비귀금속합금과도재간의파절양상에서금속계면에도재가일부남아있는혼합실패양상으로나타나고있지만, 부착실패의양상이두드러졌다. 이결과는비귀금속합금과도재간의파절양상은부착파절양상이보인다는선행연구와는일치하였다. 19 T2, T3군의경우는응집실패의양상이두드러지는혼합실패양상이나타나고있었다. 이는티타늄파우더가화학적촉매로이용한실험군의비귀금속합금과도재간의결합력이더우수함을보여주는결과이며, 주사전자현미경상으로관찰된티타늄파우더를화학적촉매로이용된 T2, T3군의경우, 도재사이에파절이일어나도재가금속의표면에많이부착되어잔존하는것으로나타났고, 티타늄파우더의양이더 첨가된 T3군의경우, 조금더많은도재의접착을보이는것으로실험결과나타났다. 금속-도재간의화학적결합은금속표면에형성된산화물이도재내로확산되어도재내산화물과공유결합이나이온결합을함으로이루어진다. 적절한산화막을가지는도재용금속의계면은산화막이너무두껍거나얇은계면보다접착실패에대한저항성이더큰것으로알려져있다. 20 비귀금속은주성분들이쉽게산화되어과도한산화막이형성될수있는데산화막두께조절은결합강도를확보하는데중요하다. 21 티타늄또한 800 C 이상의온도에서산소, 질소등과반응하여비교적두껍고쉽게분리되는티타늄산화막을형성한다. 22 티타늄도재소성과주조시산화가일어나며, α-case 라불리는두꺼운산화층은연성과피로저항성을감소시켜티타늄으로부터도재의파절을야기시키므로티타늄-도재의결합력을저하시킨다고발표되고있다. 23 금속과도재간의결합강도를결정하는기계적결합, 분자간인력, 산화물에의한화학적결합, 열팽창계수등이원인으로들수있으나, 티타늄-도재수복물의낮은결합강도는 Adachi 등 24 은티타늄과도재간의낮은결합강도는티타늄에대한산화막의부착이불안정하기때문이며, 이러한불안정한산화막은도재소성중에생성되고결합강도를저하시킨다고하였다. 티타늄은공기중표면에산화막을형성하기도하지만고온으로가열되면 TiO, Ti 2 O 3, TiO 2 의층상산화물피막을형성, 표면처리되어내식성을유지하는성질을갖고있어화학적촉매로이용할경우, 산화처리시첨가된티타늄이산소와결합하여산화물피막형성이금속계면에형성될산화막을억제하고, 불순물을제어하여일률적인막을형성한것사료된다. 티타늄을이용한합금의개발이일시적으로이뤄졌지만. 결합강도가떨어지고열팽창계수조절이필요한도재소재의한계성으로인한색조및주조성의문제가나타나최근에는연구되고있지않고있다. 티타늄은생체친화적으로치과산업에서는매식의치 (implant) 분야인뼈와매식되는금속과의골유착을위한개발은활발하게연구되고생산되고있으며, 타분야에서도활발하게연구되고있다. 또한환경친화적인촉매제로적용되고있는아주뛰어난소재로써 4차산업의변화에지대한영향을미칠것으로사료된다. 금속과도재간의결합강도의결합력향상을방법의 76 J Dent Rehabil Appl Sci 2017;33(2):71-9

7 Effect of titanium powder on the bond strength of metal heat treatment 연구가다양하게연구되고있지만, 생체친화적이나티 타늄합금과도재의결합문제로인한연구의발표는미진 하므로연구가계속될필요성이있다고생각된다. 본연구를종합적으로분석한결과, 산화처리시도재 로안에티타늄파우더를화학적촉매로이용한결합강 도실험결과는 10 g 넣은것보다 20 g 넣은 T3 군이 T2 군 및 T1 군보다높게나타났으며, 통계학적으로유의차가 있는것으로분석되었다 (P < 0.05). 대조군 (T1 군 ) 의금속과산화물사이에서파절이일어 나는접착성 (adhesive) 결합실패는두꺼운산화층이형성 된결과라사료되며, T2, T3 군은결합강도를높이기위 하여산화처리시티타늄파우더를화학적촉매로사용한 결과, 산화막을억제하고, 금속표면에형성될불순물을 제어하며, 얇고일률적인막을형성한것은도재의결합 력을증진시켜줄수있다는가능성을보여주었다. 결론 본논문에서는베릴륨이함유되지않은금속 - 도재용 (Ni-Cr) 합금산화처리시티타늄파우더를첨가하여 (T1, T2, T3) 소성한후결합강도를측정하고산화막두께를 비교한결과다음과같은결론을얻었다. 1. 대조군 T1 군의결합강도는 ± 1.91 MPa, 산화 막두께는 µm 으로나타났다. 2. 실험군 T2 군의결합강도는 ± 1.39 MPa, 산화 막두께는 µm 으로나타났다. 3. 실험군 T3 군의결합강도는 ± 3.41 MPa, 산화 막두께는 6.66 µm 으로가장높게나타났다. 티타 늄파우더를화학적촉매로이용할때산화막을억 제하고, 도재의결합력을증진시켜줄수있는가능 성을확인하고사후검정 (Tukey Honestly Significant Difference test) 에서도유의차가있는것으로분석 되었다 (P < 0.05). Acknowledgements 본논문은 2017 년도신한대학교학술연구비지원으로 연구되었음. References 1. Wataha JC, Messer RL. Casting alloys. Dent Clin North Am 2004;48: J Dent Rehabil Appl Sci 2017;33(2): McCabe JF, Walls AWG. Applied dental materials. 7th ed. London; Mass Publishing Co.; p Oshida Y, Fung LW, Isikbay SC. Titanium-porcelain system. Part II: bond strength of fired porcelain on nitrided pure titanium. Biomed Mater Eng 1997;7: Cascone PJ, Massimo M, Tuccillo JJ. Theoretical interfacial reactions responsible for bonding in porcelain-to-metal systems. Part II-Oxidation of alloys. J Dent Res 1978;57: Sakaguchi R, Powers J. Resin composite restorative materials. Craig s restorative dental materials. 12th ed. St. Lousis; Mosby Elsevier; p Morris HF. Properties of cobalt-chromium metal ceramic alloys after heat treatment. J Prosthet Dent 1990;63: Pierce LH, Goodkind RJ. A status report of possible risks of base metal alloys and their components. J Prosthet Dent 1989;62: Magnusson B, Bergman M, Bergman B, Söremark R. Nickel allergy and nickel-containing dental alloys. Scand J Dent Res 1982;90: Wang RR, Welsch GE, Monteriro O. Silicon nitride coating on titanium to enable titanium-ceramic bonding. J Biomed Mater Res 1999;46: Walter M, Reppel PD, Böning K, Freesmeyers WB. Six-year follow-up of titanium and high-gold porcelain-fused-to metal fixed partial dentures. J Oral Rehabil 1999;26: Kaus T, Pröbster L, Weber H. Clinical follow-up study of ceramic veneered titanium restorations - three-year results. Int J Prosthodont 1996;9: Sandrock G, Gross K, Thomas G. Effect of Ticatalyst content on the reversible hydrogen storage properties of the sodium alanates. J Alloy Compd 2002;339: Matković T, Slokar L, Matković P. Structure and properties of biomedical Co-Cr-Ti alloys. J Alloy Compd 2006;407: Dent RJ, Preston JD, Moffa JP, Caputo A. Effect of oxidation on ceramometal bond strength. J Prosthet Dent 1982;47: O brien WJ, Seluk LW, Fan PL, Saunders DN. Classification of porcelain enamel interfacial fractures. J Dent Res 1976;55:

8 Kim SH, Kim WT 16. Lenz J, Schwarz S, Schwickerath H, Sperner F, Schäfer A. Bond strength of metal-ceramic systems in three-point flexure bond test. J Appl Biomater. 1995;6: Barghi N, Lorenzana RE. Optimum thickness of opaque and body porcelain. J Prosthet Dent 1982; 48: DeHoff PH, Anusavice KJ, Hathcock PW. An evaluation of the four point flexural test for metalceramic bond strength. J Dent Res 1982;61: Choi BK, Han JS, Yang JH, Lee JB, Kim SH. Shear bond strength of veneering porcelain to zirconia and metal cores. J Adv Prosthodont 2009;1: Kelly JR, Rose TC. Nonprecious alloys for use in fixed prosthodontics: a literature review. J Prosthet Dent 1983;49: Bondioli IR, Bottino MA. Evaluation of shear bond strength at the interface of two porcelains and pure titanium injected into the casting mold at three different temperatures. J Prosthet Dent 2004; 91: Shell JS, Nielsen JP. Study of the bond between gold alloys and porcelain. J Dent Res 1962;41: Okabe T, Hero H, The use of titanium in dentistry. Cell Mater 1995;5: Adachi M, Mackert JR Jr, Parry EE, Fairhurst CW. Oxide adherence and porcelain bonding to titanium and Ti6Al-4V alloy. J Dent Res 1990;69: J Dent Rehabil Appl Sci 2017;33(2):71-9

9 Original Article 티타늄파우더가금속의열처리시결합강도에미치는영향 김사학 1, 김욱태 2 * 1 경동대학교치기공학과, 2 신한대학교보건과학대학치기공학과 목적 : 본연구는베릴륨이함유되지않은금속-도재용 (Ni-Cr) 합금산화처리시도재로안에티타늄파우더를화학적촉매로이용하여산화막을억제하고, 금속표면에형성될불순물을제어하여도재의결합력을증진시켜줄수있는가능성을분석하고자하였다. 연구재료및방법 : 베릴륨이함유되지않은금속-도재용 (Ni-Cr) 합금산화처리시도재로안에티타늄을화학적촉매로이용하였다. 티타늄파우더를화학적촉매로사용하지않은 T1군을대조군으로하고, 10 g, 20 g 티타늄파우더를사용한시편을 T2, T3군으로분류하여전단결합강도와계면특성관찰을위하여제작하였다. 일원배치분산분석 (one-way ANOVA) 은그룹의차이를검사하기위해서시행하였고사후검정 (Tukey Honestly Significant Difference test) 은그룹간의통계적분석을위하여수행되었다. 결과 : 티타늄파우더를화학적촉매로사용한 T3군의 3점굽힘결합강도와산화막두께를측정한결과, ± 3.4 MPa와 6.66 µm로가장높고, 얇게나타났으며, T2군은 ± 1.39 MPa과 µm, 티타늄화학적촉매로사용하지않은대조군 T1군은 ± 1.91 MPa과 µm 순으로나타났다. 결론 : 시편들의결합강도를통계분석한결과, 티타늄파우더를화학적촉매로사용한실험 T3, T2군의결합력이높게나타났고, 산화막두께역시대조군 T1군보다얇게나타나것으로결합력증진에영향을줄수있음이관찰되었다. ( 구강회복응용과학지 2017;33(2):71-9) 주요어 : 베릴륨 ; 티타늄 ; 화학적촉매 ; 산화막 ; 결합강도 * 교신저자 : 김욱태 (11644) 경기도의정부시호암로 95, 신한대학교보건과학대학치기공학과 Tel: Fax: wrdeul@hanmail.net 접수일 : 2017 년 1 월 14 일 수정일 : 2017 년 3 월 19 일 채택일 : 2017 년 4 월 10 일 79

를축성한경우타이타늄과도재의결합을향상시킨다고보고하였고, Lee 등 7) 의연구에서는 gold sputter 코팅을시행한경우타이타늄표면에가장많은도재가부착되었음을보고하였다. 이러한문헌은타이타늄에표면처리를시행할경우타이타늄과도재와의결합력이향상되는것을보여주나이는평판형태의타이타늄에

를축성한경우타이타늄과도재의결합을향상시킨다고보고하였고, Lee 등 7) 의연구에서는 gold sputter 코팅을시행한경우타이타늄표면에가장많은도재가부착되었음을보고하였다. 이러한문헌은타이타늄에표면처리를시행할경우타이타늄과도재와의결합력이향상되는것을보여주나이는평판형태의타이타늄에 대한치과보철학회지 :Vol. 45, No. 2, 2007 타이타늄표면코팅처리에따른타이타늄도재관의파절강도비교 전남대학교치의학전문대학원보철학교실 김지혜 박상원 방몽숙 양홍서 박하옥 임현필 오계정 김현승 이광민 이경구 Ⅰ. 서론귀금속합금은주조성이좋고연성, 전성, 부식저항성이높으며도재의색조표현에유리하여도재전장금관에가장널리사용되어왔으나 1970년대금의가격이상승하면서니켈-크롬합금이나팔라듐합금과같은비귀금속이대체금속으로사용되었다.