• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.121-121
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• 2016

치아는 인체중에서도 혹한 환경에서 부분으로 높은 하중과 타액과 같은 강 부식성 매체로 그 환경이 상상을 초월한다. 즉 반복적으로 가해지는 하중(응력)과 침식을 유발하는 타액과 음식물 등이다. 따라서 치아가 쉽게 파괴되거나 썩는 현상이 나타나게 된다. 이렇게 사용되다가 치아의 역할을 다하게 되면 인공치아를 사용하게 되는데 그 재료가 바로 타이타늄(Ti)이다. 생체매식재로 사용되는 Ti는 반응성이 높아 산소와 쉽게 결합하여 표면에 TiO, $TiO_2$, 및 $Ti_2O_3$와 같은 산화피막을 표면에 형성함으로써 뛰어난 부식저항성과 생체적합성을 가지며 생체에 독성이 없고 탄성계수가 골과 비슷하여 골과 임플란트 경계면에서 응력분산에 유리한 성질 등 물리적, 기계적 성질이 뛰어나 외과용 임플란트 재료로 가장 좋은 재료이다. 금속 임플란트의 생체적합도는 임플란트 재료 자체보다는 생체 내 산화막이 화학적으로 불안정할 때 부식이 발생하게 되고 그 결과 금속이온이 주위로 유리되어 조직반응을 일으키므로 금속의 표면을 덮고 있는 산화막에 의해 좌우된다. Ti는 생체불활성재료로서 매식재료로 사용할 경우 뼈와 잘 융합되는 골유착을 나타내나 골과 화학적결합은 하지 않고 골형성을 적극적으로 유도하지 못함으로 환자의 치유기간이 길어지게 된다. 이러한 이유로 골조직내 임플란트의 접합을 개선하기위한 연구가 이루어져 골과의 결합을 높이기 위해 골유착을 일으키는 Ti에 골성장을 유도하는 뼈성분인 하이드록시 아파타이트(HA)라는 물질을 플라즈마 코팅법을 사용하던가 아니면 Hanks' solution내에서 침적 후 HA도금을 하는 방법 등으로 처리하고 있다. 그러나 플라즈마 코팅법은 고온에서 처리를 행하고 Hanks' solution내에 침적할 경우 Ti표면에 밀착도가 저하되거나 합금의 상변화 등으로 인하여 표면처리 과정 중에서 내식성이 크게 감소될 수 있다. 이러한 여러 가지 코팅법을 통하여 골 유착을 증진시키기 위한 연구는 계속되고 있지만 임상적으로 사용 후 문제가 단시일에 발생되는 것도 아니고 수년이 지나야 나타나게 된다. 이러한 방법으로 코팅을 하게 되면 골과 잘 유착이 되어 자연차아와 같은 기능을 하게 된다. 따라서 이러한 문제를 최소화하는 방법이 나노구조를 표면에 형성시켜 골유착을 쉽게 함으로써 이를 개선할 수 있을 것으로 생각되어 본 강의에서는 임플란트의 문제와 사용되는 재료에 대하여 고찰하여 자연치아를 대체 할 수 있는지 알아보았다.

• 열처리공학회지
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• 제29권5호
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• pp.220-226
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• 2016

The mechanical properties of Ti-6Al-4V can be improved by microstructural control through the heat treatment in ${\alpha}+{\beta}$ region. The heat treatment was carried out with a variety of heat treatment temperatures and holding times to find the optimized heat treatment conditions and it was analyzed by linking the microstructural characteristics and mechanical properties. The part of ${\beta}$ phase with $10{\pm}2wt%$ vanadium was transformed into ${\alpha}^{{\prime}{\prime}}$ martensite phase after quenched, so the hardness and tensile properties were decreased below $900^{\circ}C$. The higher the heat treatment temperature is, the smaller is the vanadium-rich region, which leads to transformation into hcp ${\alpha}^{\prime}$ martensite above $900^{\circ}C$. The hardness and tensile properties were improved due to the hard ${\alpha}^{\prime}$ martensite. As the holding times were longer, the hardness and tensile properties decreased below $900^{\circ}C$ because of the softening effect by the grain growth. When varying the holding times above $900^{\circ}C$, the change of mechanical properties was slight because the softening effect of grain growth and the strengthening effect of ${\alpha}^{\prime}$ phase were counteractive. Therefore, the best conditions of heat treatment, which is in the range of $920{\sim}960^{\circ}C$, 40 min, WQ, can effectively improve the mechanical properties of Ti-6Al-4V.

• Composites Research
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• 제32권3호
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• pp.158-162
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• 2019

본 연구에서는 용융가압함침 공정을 이용하여 고체적률의 TiC 입자가 균일 분산된 Inconel 718 금속복합재료를 제조하고, 미세조직 및 기계적 특성을 분석하였다. 약 55 vol%의 TiC가 균일하게 분산된 TiC-Inconel 718 복합재료를 제조함으로써 Inconel 718 대비 우수한 경도 및 압축강도 특성을 나타내었으며, 이는 기지에 고용된 합금원소인 Mo 및 Nb이 TiC 강화재 내부로 확산 고용되어 우수한 계면 특성을 가지는 core-rim 구조의 TiC 형성에 의한 것으로 판단된다.

• 소성∙가공
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• 제31권5호
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• pp.273-280
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• 2022

Although the mechanical properties of high-entropy alloys depend on the annealing conditions, limited works were established to investigate the annealing effect on the mechanical properties of Mo-added high-entropy alloys. Therefore, in the present work, the annealing effects on the microstructural evolution and mechanical properties of Mo-added high-entropy alloy were investigated. As a result, incomplete recrystallization from the limited annealing time not only suppresses deformation-induced phase transformation during cryogenic tensile test but also induces a deformation instability that results into the ductility reduction compare with the fully recrystallized sample. This result represents adjustment of annealing time is useful to control both transformation-induce plasticity and deformation instability of high-entropy alloys, and this can be applied to control the mechanical properties of metallic alloys by combining pre-straining and subsequent annealing.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권3호
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• pp.293-306
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• 2009

본 연구에서는 알카리 열처리 티타늄 임플란트상에서 백서 태자 두개관 세포의 생물학적 반응을 알아보고자 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 알카리 열처리 티타니움 표면에서 Ti-6Al-4V 합금 표면에서보다 세포증식도가 유의하게 높았다 (p<0.01). 면역효소 분석에서 interleukin $(IL)-1{\beta}$와 IL-6의 합성은 배양 시간이 길수록 증가하였다. Herbimycin으로 전처치한 경우에는 세포 배양 7일 째에 IL-6의 합성이 유의하게 억제되었다(p<0.01). 알카리인산 분해 효소 활성은 알카리 열처리 임플란트에서 타이타늄, Ti-6Al-4V 합금 표면에서 보다 유의하게 더 높았다 (p<0.001). 유전자 분석에서 알카리 열처리 임플란트에서 배양된 세포들의 alkaline phosphatase, bone sialoprotein, receptor activated nuclear factor ligand 유전자의 발현이 증가하였다. Herbimycin과 SB203580으로 전처치시 $IL-1{\beta}-induced$ IL-6 유전자의 발현이 감소하였다. 이상의 결과는 알카리 열처리된 티타늄 임플란트가 조골세포의 분화를 자극하고 골개조를 촉진시킴을 시사한다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제27권6호
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• pp.577-586
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• 2002

본 연구는 엔진구동형 Ni-Ti 합금 파일의 삭제날 각의 차이가 근관 성형 후 근관 내 절삭 면에 형성되는 도말층의 분포, 형태 및 상아세관 내로의 침투 정도 등에 어떤 차이를 보이는가를 알아보기 위함이다. 건전한 36개의 단근관을 갖는 발치된 사람의 단근치를 선택하고 positive cutting angle을 갖는 HEROShaper 파일과 negative cutting angle로 된 ProFile 파일을 이용하여 근관성형 후 절단면에서의 도말층의 양, 분포 형태 및 상아세관내로의 침투 빈도를 주사전자 현미경을 이용하여 사진촬영 후 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 사용된 엔진구동형 합금 파일의 삭제날 각의 차이에 관계없이 모든 군에서 도말층이 형성되었다. 2. 근관 성형 후 절삭면상에 나타난 도말층 형태는 삭제날 각의 차이에 따라 형태학적인 차이를 보였으며, positive cutting angle과 radial land가 없는 니켈-티타늄 전동통파일에서 상대적으로 적은 양의 도말층 형성을 보였다(p < 0.05). 결론적으로, 본 연구는 삭제날의 각이나 radial land의 유무에 관계없이 사용된 모든 엔진구동형 파일에서 도말층이 형성된 것으로 미루어 근관 성형 시 liquid EDTA와 같은 chealting agent의 사용의 필요성을 시사한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.49-49
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• 2009

마찰교반접합법은 특정한 회전수로 회전하는 용접 툴을 이용하여 접합하고자 하는 피접합재의 맞댄면에 삽입시킨 후 툴을 이동시키거나 혹은 시편을 견고하게 고정시킨 장치(backing plate)가 움직여 고상 상태에서 접합이 이루어진다. 알루미늄, 마그네슘 등 비교적 융점이 낮은 저융점 재료의 재료에 처음 적용이 되어 많은 연구가 활발히 진행되었고 타 용접방법에 비해 우수한 접합특성을 나타내었다. 최근 이러한 마찰교반접합은 이러한 저융점 재료를 넘어서 스틸, 타이타늄, 니켈 등과 같은 고융점 재료 등에 대한 적용이 늘어나고 있다. 마찰교반접합을 이용하여 이러한 고융점 재료의 접합 경우 내마모성 및 내열성 등의 내구성이 갖추어진 툴과 이러한 툴을 냉각시킬 수 있는 냉각 장치 등이 필요로 하나 경제적 측면이나 접합부의 우수한 특성 등을 고려 할 때 그 적용 및 발전 가능성이 매우 높다고 볼 수 있다. 최근 무공해 연료로 각광받고 있는 액화천연가스 (LNG)의 수요가 급증함에 따라 LNG 저장탱크 소재로 널리 사용되고 있는 9% Ni강의 수요 또한 증가하고 있는 상황이다. 하지만 9% Ni 강은 극저온용 소재로 용접부의 저온인성 ($-196^{\circ}C$)이 가장 중요하기 때문에 저온인성을 확보하고자 Inconel 계나 Hastelloy계 등의 니켈 기 합금을 용접재료로 사용하고 있으나 이러한 용접재료는 가격이 매우 고가이며 또한 용접 후 용접부의 강도가 낮다는 문제가 제기되고 있다. 또한 LNG 탱크 제작시 사용되는 용접법은 GTAW, SAW 및 SMAW 이지만 국내에서는 주로 SMAW에 의존하고 있는 실정인 관계로 보다 더 경제적인 용접 프로세스의 적용 가능성이 검토되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 마찰교반용접을 이용하여 두께 4mm의 9% Ni 강에 대해 맞대기 마찰교반접합을 실시하였다. 툴 회전 속도 및 접합 속도를 고정한 상태에서 접합을 실시 하였으며 접합 시 툴은 $Si_3N_4$로 제작된 툴을 사용하였다. 접합 후 외관상태 점검, 미세조직 관찰, 경도, 인장 강도 및 저은 충격 측정 등의 실험을 실시하였고, 이러한 결과를 이용하여 미세조직과 기계적 특성과의 관련성을 조사하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권5호
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• pp.675-686
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• 2007

Statement of problem: Titanium nitride(TiN) coatings are the most general and popular coating method and used to improve the properties of metallic surface for industrial purposes. When TiN coating applied to the abutment screw, frictional resistance would be reduced, as a results, the greater preload and prevention of the screw loosening could be expected. Purpose: The purpose of this study was to investigate mechanical properties of TiN coated film of various coating thickness on the titanium alloy surface and to evaluate proper coating thickness. Material and method: 95 Titanium alloy (Ti-6Al-4V) discs of 15 mm in diameter and 3 mm in thickness were prepared for TiN coating and divided into 7 groups in this study. Acceding to coating deposition time (CDT) with TiN by using Arc ion plating, were divided into 7 groups : Group A (CDT 30min), Group B (CDT 60min), Group C (CDT 90min), Group D (CDT 120min), Group E (CDT 150min), Group F(CDT 180min) and Group G (no CDT) as a control group. TiN coating surface was observed with Atomic Force Microscope(AFM), field emission scanning electron microscopy(FE-SEM) and examined with scratch tester, wear tester. Result: 1. Coating thickness fir each coated group was increased in proportion to coating deposition time. 2. Surface of all coated groups except Group A was homogeneous and smooth. However, surface of none coated Group G had scratch. 3. Adhesion strength for each coated group was increased in proportion to coating deposition time. 4. Wear resistance for each coated group was increased in proportion to coating deposition time. 5. Surface roughness in Group A, B, C was increased in proportion to coating deposition time. But, surface roughness in Group D, E, F was showed decreased tendency in proportion to coating deposition time. Conclusion: According to coating deposition time, mechanical properties of TiN coated film were changed. It was considered that 120 minutes coating deposition time ($1.32{\mu}m$ in coating thickness) is necessary.