Abstract
The Ag-Pd-Cu alloys containing a small amount of Au is commonly used for dental purposes, because this alloy cheaper than Au-base alloys for clinical use. However, the most important characteristic of this alloy is age-hardenability, which is not exhibited by other Ag-base dental alloys. The specimens used were Ag-30Pd-10Cu ternary alloy and Au addition alloy. These alloys were melted and casted by induction electric furnace and centrifugal casting machine in Ar atmosphere. These specimens were solution treated for 2hr at $800^{\circ}C$ and were then quenched into iced water, and aged at 350-$550^{\circ}C$ Age-hardening characteristic of the small Au-containing Ag-Pd-Cu dental alloys were investigated by means of hardness testing, X-ray diffraction and electron microscope observations, electrical resistance, differential scanning calorimetric, energy dispersed spectra and electron probe microanalysis. Principal results are as follows ; Maximum hardening occured in two co-phases of ${\alpha}_2$ + PdCu In stage II, decomposition of the $\alpha$ solid solution to a PdCu ordered phase($L1_o$ type) and an Ag-rich ${\alpha}_2$ phase occurred and a discontinuous precipitation occurred at the grain boundary. From the electron microscope study, it was concluded that the cause of age-hardening in this alloy is the precipitation of the PdCu redered phase, which has AuCu I type face-centered tetragonal structure. Precipitation procedure was ${\alpha}{\to}{\alpha}_1+PdCu{\to}{\alpha}_2+PdCu$ at Pd/Cu = 3 Pd element of Ag-Pd-Cu alloy is more effective dental alloy on anti-corrosion and is suitable to isothermal ageing at $450^{\circ}C$.
치과용 Ag기 합금에서 30wt%Pd 및 10wt%Cu의 용질농도의 구성비가 3이 되는 3원 합금과 여기에 2wt% Au의 첨가에 미치는 석출상의 영향을 조사 분석하여 아래와 같은 결론을 얻었다. Ag-Pd-Cu 3원 합금은 $\alpha$ 단일상에서 Ag-rich ${\alpha}_2 $ 및 PdCu 규칙상에 의해서 경화반응이 진행되며 연속승온시효곡선에 의하면 100-$300^{\circ}C$의 저항증가와 300-$500^{\circ}C$의 저항감소라고 하는 2단계 변화에 의해서 경화곡선이 얻어졌다. 또한 본 합금의 시효과정에서는 ${\alpha}{\to}{\alpha}_2+PdCu{\to}$의 2상 분리반응에 의하여 경화원인이 되었다. 석출과정은 ${\alpha}{\to}{\alpha}_1+PdCu{\to}{\alpha}_2+PdCu$ 이고 Cu-rich인 ${\alpha}_2$상은 거의 나타나지 않으며 최고 경도값은 ${\alpha}_2$ 및 PdCu의 2상공존 구역에서 나타났다. 미량의 Au첨가에 의해서 경화는 다소 증가하지만 경화성보다는 내식성에 보다 크게 기여하였고 Pd/Cu=3인 합금은 Pd/Cu=1 또는 1.7의 합금보다도 전반적으로 경도값은 가장 낮게 나타나며 이것은 치과용 Ag기 합금의 시효경화성에는 Cu농도가 크게 기여하였다. 불연속석출물인 nodule 생성물은 입계에 우선 형성되어 $\alpha$ matrix로 진행되어 nodule 석출물은 부드러운 경계면을 가지고 $\alpha$ matrix주위에 strain matrix를 나타내므로 nodule 형성이 본 합금의 시효경화를 야기하였다. 내식성은 Pd 함량이 가장 높은 본 합금에서 매우 양호하게 나타났으며 Pd 함량이 증가가 내식성의 향상에 크게 기여하여 미량의 Au 첨가에 의해서 보다 현저히 효과를 얻었다. 본 합금의 시효열처리 조건은 $450^{\circ}C$ 적절하며 1-120min 시효시간에 걸쳐서 소정의 경도 값을 얻을 수 있고 시효경화성 및 내식성의 결과로부터 Ag-30wt%Pd-10wt%Cu합금 및 미량 Au 합금은 치과용 금속재료로 적합하였다.
