베릴리움 함유가 치과 금속-세라믹용 니켈-크롬 합금의 주조성에 미치는 영향

Abstract

베릴리움은 니켈-크롬 합금의 용융온도를 낮추어 흐름성을 개선시켜 주조성을 향상시키는데 사용되고 있다. 그러나 베릴리움은 분진을 흡입하게 되면 폐부전 그리고 접촉 시 피부염, 종양 등을 일으킬 수 있는 인체에 유해한 원소이다. 본 연구에서는 시판된 치과 금속-세라믹용 니켈-크롬 합금 중 베릴리움 함유 합금 2종과 베릴리움 비함유 합금 3종을 선정했다. 베릴리움 함유에 따라 합금의 용융온도를 낮추어주는지 시차주사열량기를 이용해서 확인하고, 낮은 용융온도가 주조성 향상에 어떤 영향이 있는지를 알아보기 위해 주조 후 주조체의 격자수를 세어 주조성을 비교 평가하였다. 또한 육안으로 확인되지 않는 주조체 내면의 상태를 X-ray로 주조성과 주조체 내면의 결함이 관련이 있는지 격자의 수를 세어 비교 평가하였다. 그리고 주조체의 주입부 단면의 미세경도를 측정해서 중심부에서 멀어질수록 미세경도의 차이가 발생하는지를 실험하였다. 연구결과 베릴리움 함유 니켈-크롬 합금이 베릴리움 비함유 합금에 비해 용융온도가 약 140 ℃ ～ 210 ℃ 정도 낮았고, 용융점이 높을수록 용융범위의 폭이 넓어졌다. 그러나 베릴리움 함유 니켈-크롬 합금의 주조성이 베릴리움 비함유 합금에 비해 반드시 높지는 않았다(p>0.05). ‒ ⅳ ‒ 미세경도는 주조체의 주입부분을 절단해서 중심부에서 멀어질수록 경도값의 낮아지는지를 측정하였으나, 중심부와 바깥부분과의 미세경도의 일정한 변화가 있는지는 관찰되지 않았다. 이상의 결과로 베릴리움 함유 합금의 용융온도가 베릴리움 비함유 합금에 비해 용융온도가 낮은것이 확인되었으나, 베릴리움의 함유 여부가 주조성 향상에 영향을 주는 결과를 가져 오지 않았다(p>0.05). 향후 주조성 향상을 위해서 용융온도를 낮추어 주는 미세원소의 발견과 고온에서의 점도와 밀도 등 용융성, 주조성을 높일 수 있는 방법을 개발해야 할 것으로 사료된다.