Abstract
Hertzian indentation tests with spherical indenters in water were conducted to examine the contact fatigue in three dental ceramics, such as feldspathic porcelain, micaceous glass-ceramic (MGC) and glass-infiltrated alumina, which was used as dental restorations, and evaluated the effect of contact damage on strength. Initial damage was dependent of microstructure, showing cone cracks of brittle behavior in the feldspathic porcelain and deformation of quasi-plastic behavior in the MGC, with an intermediate case in the glass-infiltrated alumina. However, as increasing the number of cyclic loading (n=1~n =$10^6$)all materials showed an abrupt strength degradation, at which fracture was originated from damage in the contact fatigue. There were two strength degradation with increasing the number of cyclic loading in specific loads (200N, 500N, 1000N):first was from the cone cracks, and second was from the radial cracks created by cyclic loading. The radial cracks, once formed, led to rapid degradation in strength properties, Finally the material was failed at the high number of cyclic loading. Strength degradation with indentation load at fixed number of cyclic loading indicated that the feldspathic porcelain should be highly damage tolerant to the contact fatigue.
치아용 대체재료로 사용되고 있는 세 가지의 세라믹스, 장석질 자기, 운모를 함유한 유리-세라믹 및 유리침윤 알루미나에 대한 접촉피로을 실제 치아의 접촉상황과 유사한 구형입자를 이용한 헤르지안 압입시험법으로 물에서 수행하였으며, 각 재료에서의 접촉손상이 강도에 미치는 영향을 고찰하였다. 초기의 손상형태는 각 재료가 갖는 미세구조에 의존하여 나타났으며, 장석질 자기는 취성거동을 나타내는 cone 형태의 균열이, 운모를 함유한 유리-세라믹은 준-소성 변형 거동을 나타내는 변형이, 그리고 유리침윤 알루미나는 두 재료의 중간거동을 나타내었다. 그러나 반복하중의 수(n=1~n=$10^6$)가 증가됨에 따라 모든 재료에서 급격한 강도저하를 나타내었으며, 파괴는 접촉피로에 의해 형성된 손상에서 일어났다. 일정하중(200N, 500N 및 1000N)에서 반복하중의 수가 증가됨에 따라 두 번의 강도저하가 일어났으며, 첫 번째의 강도저하는 cone 형태의 균열이 주 요인으로 작용되었으며, 두 번째 강도저하는 반복하중에 따른 radial 형태의 균열에 의해 일어났다. 이러한 radial 형태의 균열발생은 각 재료에서 급격한 강도저하를 가져왔으며, 계속적인 반복하중으로 재료의 파괴를 유발시켰다. 반복하중의 수를 고정시킨 수 압입하중의 변화에 따른 강도저하에 대한 고찰을 통해 장석질 자기가 접촉피로에 대한 손상내구성을 갖음을 알 수 있었다.
