서해안 일부지역에서 채취되는 어패류를 동결 건조한 후 ICP-AES분석법을 이용하여 수분함량, 크롬과 코발트함량을 측정하였다. 그 결과 수분함량은 연체류>어류>갑각류 순이었고 연체류의 수분함량은 갑각류에 비해 유의성있게 높았다. 어류, 연체류 및 갑각류간의 크롬함량은 유의성을 나타내지 않았으나 코발트함량은 갑각류가 어류나 연체류에 비하여 유의적으로 높았다. 그리고 어패류 중에 존재하는 크롬과 코발트함량 사이의 연관성은 없는 것으로 나타났다. 특히 연체류중의 크롬함량이 422ppm으로 가장 높이 존재하는 것은 피조개였고, 박대, 맛살 및 보리새우는 어류, 연체류 및 갑각류 각각에서 크롬과 코발트의 함량이 모두 높은 시료임을 확인 할 수 있었다.
광양만에서 채취된 91개 표층퇴적물에서 철, 망간, 크롬, 코발트, 구리, 니켈, 아연 및 납의 함량을 측정하였다. 분석된 금속 가운데 철, 크롬, 니켈 및 아연의 함량은 대부분의 시료에서 압도 의존적인 경향을 나타낸 반면 망간, 코발트, 구리 및 납은 입도와의 관련성이 뚜렷하지 않고 육지에 인접한 해역에서 국지적인 증가를 보였다. 평균입도, 유기탄소 및 각 금속을 변수로 한 R-mode 요인분석 결과도 철, 크롬, 니켈 및 아연이 입도, 유기탄소와함께 총 분산의 약 61%를 설명하는 factor 1에서 높은 적재값을 나타내 나머지 금속의 함량을 조절하는 요인과 구분되었다. 각 금속의 공간적 분포와 퇴적물의 입도, 유기탄소 및 금속간의 관련성 등을 종합적으로 검토한 결과 철, 크롬, 니켈 및 아연은 퇴적물의 입도에 의해서, 그리고 망간, 코발트, 구리 및 납은 해당 중금속의 배출과 관련된 해안 및 육지의 오염활동에 의해서 그 함량이 지배되는 것으로 파악되었다. 한편, 섬진강 부유물을 표준으로 삼아 계산된 농축비의 공간적 분포를 토대로 중금속의 축적이 활발한 지역이 구분되었는 바, 여수반도 북서쪽 연안에는 특히 아연 및 납이, 묘도 남수로를 포함한 여수반도 중북부 해안에는 망간, 코발트 및 구리가 농축된 것으로 드러났다.
코발트-크롬 합금은 다양한 치과보철물 제작에 이용되고 있고, 다른 합금에 비해 저렴한 가격과 우수한 기계적 특성이 장점이다. 최근, 기존 제작 방식의 단점을 극복하기 위해 적층제조 방식인 선택적 레이저 용융 방법이 보철물 제작에 이용되고 있다. 선택적 레이저 용융 방법의 공정 중 급속 가열과 냉각 과정은 제작된 합금의 미세구조와 결정립을 미세화하고, 기포를 감소시켜 기존 제작 방식에 의한 합금에 비해 기계적 특성을 향상시킨다. 반면, 적층과 급속 가열 및 냉각은 다량의 잔류응력 축적을 초래하는데, 추후 기계적 특성에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 잔류응력을 제거하기 위해 주로 열처리를 시행하고, 회복과 재결정화에 의한 잔류응력의 감소뿐만 아니라 상변태, 석출물 및 미세구조의 균질화가 동반되어 기계적 특성의 복잡한 변화가 나타난다. 본 문헌고찰에서 코발트-크롬 합금의 제작 방식 비교 및 선택적 레이저 용융 방법으로 제작된 합금의 특징에 대해 알아보고자 한다.
코발트 보호막 코팅이 적용된 페라이트계 스테인리스 스틸인 STS 430과 STS 444 소재에 대해 고체산화물 연료전지용 금속연결재로서의 고온 산화 특성에 대해 살펴보았다. 코발트 코팅층은 $800^{\circ}C$ 고온 산화 후 코발트 산화물 및 $Co_2CrO_4$, $CoCr_2O_4$, $CoCrFeO_4$ 등과 같은 코발트가 함유된 스피넬 상을 형성하였다. 또한 페라이트계 스테인리스 스틸과 코발트 코팅의 계면에서 크롬과 철이 함유된 치밀한 산화층을 형성하여 금속연결재 표면의 스케일 성장속도를 감소시키고 금속연결재 내에 함유된 크롬의 외부 확산을 효과적으로 억제하였다. 한편 STS 430은 고온 산화 후 표면에 형성된 스케일 하부에 $SiO_2$와 같은 내부 산화물이 형성된 반면 STS 444는 표면 스케일 이외에 다른 내부 산화물은 확인되지 않았으며 고온에서의 면저항 측정 결과, 코발트가 코팅된 STS 444의 전기 전도성이 STS 430 보다 우수한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 CAD/CAM 시스템을 이용하여 제작한 코발트-크롬 주조 금속 코핑과 코발트-크롬 소결 금속 코핑의 변연 및 내면 적합도를 비교 평가하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 코발트-크롬 금속 코핑의 변연 및 내면 적합도를 비교 평가는 기존의 주조방식인 CCM 그룹보다 소결과정만으로 제작한 CSM 그룹이 전반적으로 모두 우수하였다. 또한 CSM 그룹의 변연 적합도는 임상적으로 허용할 수 범위인 $120{\mu}m$ 이내 존재하였다는 결과를 통해서 그동안 매몰, 소환, 주조인 복잡한 과정을 거치면서 보철물의 오차가 발생 하였으나 소결과정만으로 공정 과정의 오차를 줄임으로써 완성도 높은 코발트-크롬 금속 코핑 제작이 가능하다고 생각된다.
연구의 목적은 타이타늄이 함유된 코발트 크롬의 주조성에 타이타늄이 어떠한 영향을 미치는지 평가하기 위함이다. 원재료에는 코발트, 크롬, 몰리브덴, 실리콘, 망간, 탄소, 질소, 티타늄이 사용되었고 이것들을 정량계량하였다. $Biosil^F$ (Degudent, Germany)를 대조군으로 하였고, 실험군에는 티타늄을 1 wt% 에서 4 wt% 까지 각기 다른 함량으로 첨가하여 주조성을 평가하였다. 왁스 패턴은 $30{\times}40$ cm 크기의 직사각형 모양으로, 총 160개의 격자를 함유하고 있다. 원심주조기 (Neutrodyne Easy Ti: Manfredy)를 사용하여 왁스패턴을 주조하였다. 주조성의 평가는 왁스패턴의 4면이 완전한 격자의 수를 육안과 X-ray를 이용하여 검사하였다. 1 wt%에서 3 wt%의 티타늄을 함유한 금속은 대조군과 비슷한 주조성을 나타냈다. 4 wt%의 티타늄을 함유한 금속은 좋지 않은 결과를 보였다. 4 wt% 미만의 티타늄 함유한 실험군의 주조성은 대조군과 비슷하면서도 기계적인 물성은 증가됨을 보였으며 임상에서의 성공적인 사용을 가능케 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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