Alumina와 zirconia가 치과용 코아 도재의 물리적 성질에 미치는 영향에 관한 실험적 연구

Abstract

[한글]

충전재의 입자크기와 중량비가 치과용 코아 도재의 물리적 성질에 미치는 영향을 관찰하기 위해 충전재로 쓰이고 있는 alumina와 zirconia를 사용하여 alumina에서는 입자크기 (0.57㎛, 5㎛, 50㎛, 혼합군)와 중량비(40%, 60%, 80%, 90%)를, zirconia에서는 중량비(4

0%, 60%, 80%, 90%)를 달리하여 꺽임강도, 투광도, 열팽창계수, 기공율 및 수축율을 측정하고 주사전자현미경으로 미세구조를 관찰하였으며 X-ray 회절분석을 시행하였다. 또한 수축이 없는 재료의 개발을 위해 alumina만을 소성한 후 2차적으로 유리를 침투시키고, a

luminum이 산화시 alumina로 변화하면서 부피팽창하는 성질을 이용하여 alumina에 aluminum을 첨가하고 소성 후 2차로 유리를 침투시켜 관찰한 바 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. alumina군에 비해 zirconia군의 강도가 높았고(P<0.001), alumina의 입자크기를 달리했을때 5㎛군의 강도값이 가장 우수했다. alumina의 중량비를 달리했을때 0.5㎛군을 제외하고 80%까지는 alumina양 증가시 높은 값을 나타냈으나, 90%군에서 강도가 감소했다.

유리를 침투시킨 경우 5㎛ alumina 80%군과 90%군보다 다소강도의 증가가 나타났다.

2. 투광도는 수축율의 증가, 기공율의 감소, 충전재의 입자크기 증가시 증가하였고 충전재의 중량비와는 큰 상관관계가 없었다.

3. 열팽창 계수는 alumina군이 7.42∼8.64×10**-6 /℃", zirconia군은 9.83∼12.11×10**-6 /℃로 후자에서 높은 간을 보였다.

4. X-ray 회절분석에서 alumina는 입자크기와 관계없이 중량비 증가시 Al^^2 O^^3 peak가 증가하였고, zirconia도 t-ZrO^^2 peak가 증가하였으며, zirconia 40%군에서는 제2상(cristobalite peak)이 관찰되었다.

5. 주사전자현미경 관찰시 alumina군에 비해 zirconia군은 기공이 적었고, alumina 50㎛군에서는 기공이 많이 관찰되었다. 파단면의 양상은 충전재의 양이 적은 경우 파괴가 주로 유리를 통해 일어났고, 충전재의 양이 많은 경우 유리뿐만 아니라 충전재의 입내파괴도 관찰되었다. aluminum을 혼합하여 유리를 침투시킨 경우, 작은 크기의 산화된 aluminum이 관찰되었다.

6. alumina군에 비해 zirconia군이 높은 수축율을 나타냈으며(P<0.001), alumina에서는 혼합군에서 높은 값을 보였다. 유리를 침투시킨 경우 수축율이 현저히 감소하였고, aluminum을 혼합한 경우 수축이 거의 없었다.

이상의 결과에서 볼때 alumina에서는 5㎛ alumina군의 물리적 성질이 가장 우수하였으며, 충전재의 중량비가 증가할때 80%까지는 강도가 증가하나, 90%에서 강도가 감소하였으므로 충전재의 양이 80%이상이 되는 경우에는 유리를 침투시키는 방법을 고려해야겠다. zirconia에서는 alumina보다 높은 강도를 나타냈으며, alumina에 aluminum을 첨가하여 유리를 침투시킨 경우 소성 수축이 거의 없어 수축을 줄이기 위해 aluminum의 사용이 바람직하다고 사료된다.

[영문]

This study investigated the effect of filler particle size and weight% on mechanical properties of dental core porcelain.

In alumina, variation in particle size and weight% and in zirconia, variation in weight%, all specimens were tested three-point bending strength, transmittance, thermal expansion coefficient, porosity and shrinkage and observed with SEM and

analyzed with X-ray diffractometer.

In order to develop shrink-free porcelain, after firing alumina only, glass wasinfiltrated. And aluminum was added to alumina with the expanding character of aluminum oxidize into alumina, and was followed by second firing of glass infiltration procedure. Then mechanical properties were observed. The results of this study were obtained as follows.

1. The bending strength of zirconia was higher than that of alumina, and 5㎛ alumina had highest strength in variation of particle size of alumina. Except for 0.5㎛ alumina, increased with weight%, bending strength increased up to 80% and decreased at 90%. In case of glass infiltration, bending strength was slight higher than 80% and 90% of 5㎛ alumina.

2. Transmittance increased with increase of shrinkage, decrease of porosity, and with increase of filler size and had no direct correlation with weight%.

3. Thermal expansion coefficient of alumina group was 7.42∼8.64×10**-6 /℃ and that of zirconia group was 9.83∼12.11×10**-6 /℃ and the latter was higher than the former.

4. In X-ray diffraction analysis, alumina group and zirconia group increased Al^^2 O^^3 peak and t-ZrO^^2 peak with increase of weight%. The second phase(cristobalite peak) was observed in zirconia 40% group.

5. Porosity of zirconia was lower than that of alumina and 50㎛ alumina group had many pores with SEM. In case of low filler content, fracture occurred in glass and high filler content, in glass and filler.

In case of aluminum addition to alumina, small oxidized aluminum was observed.

6. Zirconia group had high shrinkage than alumina group, and mixed group of alumina group had high shrinkage. In case of glass infiltration, shrinkage decreased and aluminum addition to alumina group was almost shrink-free.