• 대한치과보철학회지
• /
• 제45권2호
• /
• pp.203-215
• /
• 2007

Statement of problem: Titanium and its alloy, with their excellent bio-compatibility and above average resistance to corrosion, have been widely used in the field of dentistry. However, the excessive oxidization of titanium which occurs during the process of firing on porcelain makes the bonding of titanium and porcelain more difficult than that of the conventional metal-porcelain bonding. To solve this problem related to titanium-porcelain bonding, several methods which modify the surfaces, coat the surfaces of titanium with various pure metals and ceramics, to enable the porcelain adhesive by limiting the diffusion of oxygen and forming the adhesive oxides surfaces, have been investigated. Purpose: The purpose of this study was to know whether the titanium-porcelain bonding strength could be enhanced by treating the titanium surface with gold and TiN followed by fabrication of clinically applicable porcelain-fused-to-titanium crown Material and method: The porcelain-fused-to-titanium crown was fabricated after sandblasting the surface of the casting titanium coping with $Al_2O_3$ and treating the surface with gold and TiN coating followed by condensation and firing of ultra-low fusing porcelain. To compare with porcelain-fused-to-titanium crowns, porcelain-fused-to-gold crowns were fabricated and used as control groups. The bonding strengths of porcelain-fused-to-gold crowns and porcelain-fused-totitanium crowns were set for comparison when the porcelain was fractured on purpose to get the experimental value of fracture strength. Then, the surface were examined by SEM and each fracturing pattern were compared with each other Result:Those results are as follows. 1. The highest value of fracture strength of porcelain-fused-to-titanium crowns was in the order of group with gold coating, group with TiN coating, group with $Al_2O_3$ sandblasting. No statistically significant difference was found among the three (P>.05). 2. The porcelain-fused-to-gold crowns showed the highest value in bonding strength. The bonding strength of crowns porcelain-fused-to-titanium crowns of rest groups showed bonding strength reaching only 85%-94% of that of PFG, though simple comparision seemed unacceptable due to the difference in materials used. 3. The fracturing patterns between metal and porcelain showed mixed type of failure behavior including cohesive failure and adhesive failure as a similar patterns by examination with the naked eye and SEM. But porcelain-fused-to-gold crowns showed high incidence of adhesive failure and porcelain-fused-to-titanium crowns showed high incidence of cohesive failure. Conclusion: Above results proved that when fabricating porcelain-fused-to-titanium crowns, treating casting titanium surface with gold or TiN was able to enhance the bonding strength between titanium and porcelain. Mean value of masticatory force was found to showed clinically acceptable values in porcelain bonding strength in all three groups. However, more experimental studies and evaluations should be done in order to get better porcelain bonding strength and various surface coating methods that can be applied on titanium surface with ease.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제46권5호
• /
• pp.500-510
• /
• 2008

연구목적: 최근 지대주 나사에 WC/C 또는 TiN 코팅이 연구되고 있으며, 이들을 금속표면에 코팅 시 마찰계수의 감소와 부식에 대한 저항, 물리적 취약함의 해소 등의 효과를 얻을 수 있으며. 코팅된 지대주 나사에서 마모와 적합도, 풀림력이 향상되었다는 결과들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 지대주 나사에 적용된 코팅이 나사 풀림에 미치는 영향을 알아보아 임상적으로 문제가 되고 있는 지대주 나사의 풀림현상을 해소하는데 그 목적이 있다. 연구재료 및 방법: 코팅되지 않은 타이타늄 지대주 나사와 (그룹 A) WC/C (그룹 B)와 TiN (그룹 C)으로 코팅된 지대주 나사의 10회 반복 착탈시 풀림력 및 표면의 변화를 비교해본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 결과: 1. 반복 착탈 전, 그룹 A는 일정한 방향성을 가진 다소 거친 표면이 관찰되었으 나 그룹 B와 그룹 C는 코팅된 입자들이 관찰되었으며 코팅층이 전체적으로 균일하고 매끈한 모양을 나타내었다. 2. 반복 착탈 전, 그룹 B에 비해 그룹 C의 표면에서 코팅 입자의 크기가 더 크고 두껍게 코팅 된 모양을 나타내었다. 3. 반복 착탈 후, 그룹 A와 그룹 B에서는 지대주 나사 표면의 마모와 변형이 관찰 되었으며 그룹 B에서는 코팅 입자의 탈락 현상을 볼 수 있었다. 4. 반복 착탈 전과 후의 지대주 나사 무게의 변화를 측정한 결과 그룹 A가 가장 큰 감소를 보였으며, 그룹 C가 그룹 B 보다 무게의 변화가 적었으나 두 그룹간 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 5. 그룹 B와 그룹 C는 그룹 A에 비해 높은 평균 풀림력을 나타내었고 통계학적으로 유의할 만한 차이가 있었다. 6. 그룹 A에서 그룹B 와 그룹 C보다 평균 풀림력의 감소 경향이 더욱 현저 하게 나타났다. 결론: 결론적으로, WC/C 또는 TiN 코팅된 지대주 나사는 반복적인 사용 후에도 코팅되지 않은 타이타늄 지대주 나사에 비해 뚜렷한 표면 변화를 보이지 않았으며 마모에 대한 저항성이 우수하였고 높은 풀림력을 나타내었다. 따라서 지대주 나사에 WC/C 또는 TiN 코팅을 적용 시 나사 풀림의 문제점을 개선할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제37권6호
• /
• pp.400-406
• /
• 2007

교정치료에서 고정원의 조절은 교정 장치의 선택과 적용에서 가장 중요한 요소 중 하나이다. 이 연구의 목적은 교정용 미니스크류의 식립 즉시 교정력을 적용한 군과 교정력을 적용하지 않은 군의 제거회전력 측정과 조직학적 분석을 통해 즉시 교정력을 가한 미니스크류의 고정원으로서의 안정성을 확인하여 식립 후 교정력을 적용 수 있는 시기의 선택에 도움을 주고자 하는 것이다. 외경 1.6 mm. 길이 8 mm인 총 40개의 타이타늄 미니스크류를 10마리 가토의 경골에 식립하였다. 20개의 미니스크류 실험군은 식립 직후부터 6주 동안 지속적인 200g의 교정력을 적용하였고 나머지 20개의 미니스크류 대조군은 교정력을 적용하지 않았다. 제거 회전력은 디지털 토크 게이지를 이용하여 측정하였으며 t-test를 이용하여 통계처리 하였고, 조직표본은 미니스크류를 제거한 후 H-E 염색하여 조직 소견을 관찰하였다. 제거회전력은 실험군과 대조군에서 통계학적으로 유의성 있는 차이를 보이지 않았으며, 조직학적으로 두 군간의 차이는 없었다. 본 연구의 결과는 교정용 미니스크류에 즉시 교정력을 가하더라도 안정적인 고정원으로 활용 할 수 있다는 점을 제시한다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.465-474
• /
• 2003

형상기억효과 및 초탄성 특성을 가진 니켈 타이타늄 와이어는 대단히 다양한 제품들이 출시되어 있어서, 보다 적절하면서도 경제적인 재료를 선택하고자 하는 임상가에게 어려움을 주고 있다. 이때, 교정 선재의 기계적 특성에 대한 실험적 연구는 임상가에게 유용한 정보를 제공해 줄 수 있다. 이 연구에서는 5군으로 나뉘어진 4종의 교정선재(stainless steel, multistranded, superelastic nickel titanium 그리고 themoactivated nickel titanium)에 대한 응력 -변형 실험을 통한 기계적 특성에 대한 비교를 시행하였다. 각 군의 교정선재에 대하여 일련의 여섯 가지 실험이 이루어졌다. 처음에는, 각 군에 대하여 선재가 파절될 때까지, 3차례의 실험이 이루어졌다. 그리고, 각 군에서 세 종류의 실험이 이루어졌는데, 표준하중에서 선재를 신장시켜서, 하중을 주었을 때와 하중을 제거하였을 때의 기계적 특성에 대한 신뢰할 만한 비교를 시행하였다. 각 군간의 차이를 알아보기 위하여 t-test를 시행하였다. 실험결과, 생리적인 치아이동을 위한 기계적 특성, 즉 강성, 탄성률, 힘의 발휘 특성 등을 고려해 볼 때, themoactivated nickel titanium, multistranded wire, stainless steel wire 순으로 바람직하였다. 초탄성은 superelastic nickel titanium에서 나타났다. 섭씨 37도에선 themoactivated nickel titanium의 형상기억효과가 나타났는데, 이것은 온도가 기계적 특성을 증진시키는데 중요하다는 것을 보여준다.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제45권2호
• /
• pp.182-190
• /
• 2007

Statement of problem: Titanium has many advantages of high biocompatibility, physical properties, low-weight, low price and radiolucency, but it is incompatible with conventional dental porcelain due to titanium's oxidative nature. Many previous studies have shown that they used the method of sandblast for surface treatment prior to porcelain application, the researches are processing about the method of acid etching or surface coating. Purpose: The purpose of this research is to study the effect on bond strength of surface roughness between titanium and porcelain with the same surface topography. Material and method: In this study, we evaluated the bond strength by using 3-point bending test based on ISO 9693 after classified 8 groups - group P : polished with #1200 grit SiC paper, group S10 : $1.0{\mu}m$ surface roughness with sandblasting, group S15 : $1.5{\mu}m$ surface roughness with sandblasting, group S20 : $2.0{\mu}m$ surface roughness with sandblasting, group S25 : $2.5{\mu}m$ surface roughness with sandblasting, group S30 : $3.0{\mu}m$ surface roughness with sandblasting, group S35 : $3.5{\mu}m$ surface roughness with sandblasting, group E : $1.0{\mu}m$ surface roughness with HCl etching. Results: Within the confines of our research, the following results can be deduced. 1. In the results of 3-point bending test, the bond strength of sandblasting group showed significant differences from one of polishing group, acid etching group(P<.05). 2. The bond strength of sandblasting groups did not show significant differences. 3. After surface treatments, the group treated with sandblasting showed irregular aspect formed many undercuts, in the SEM photographs. The bond strength of sandblasting group was higher than 25 MPa, the requirement of ISO 9693. Conclusion: In above results, bond strength of titanium and low-fusing porcelain is influenced more to surface aspect than surface roughness. And titanium has clinically acceptable bond strength below surface roughness of $3.5{\mu}m$.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제24권3호
• /
• pp.223-229
• /
• 2013

Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) is a power generation system to convert chemical energy of fuels and oxidants to electricity directly by electrochemical reactions. As a catalyst support for PEMFCs, carbon black has been generally used due to its large surface area and high electrical conductivity. However, under certain circumstances (start up/shut down, fuel starvation, ice formation etc.), carbon supports are subjected to serve corrosion in the presence of water. Therefore, it would be desirable to switch carbon supports to corrosion-resistive support materials such as metal oxide. $TiO_2$ has been attractive as a support with its stability in fuel cell operation atmosphere, low cost, commercial availability, and the ease to control size and structure. However, low electrical conductivity of $TiO_2$ still inhibits its application to catalyst support for PEMFCs. In this paper, to explore feasibility of $TiO_2$ as a catalyst support for PEMFCs, $TiO_2$ nanofibers were synthesized by electrospinning and calcinated at 600, 700, 800 and $900^{\circ}C$. Effects of calcination temperature on crystal structure and electrical conductivity of electrospun $TiO_2$ nanofibers were examined. Electrical conductivity of $TiO_2$ nanofibers increased significantly with increasing calcination temperature from $600^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$ and then increased gradually with increasing the calcination temperature from $700^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$. It was revealed that the remarkable increase in electrical conductivity could be attributed to phase transition of $TiO_2$ nanofibers from anatase to rutile at the temperature range from $600^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$.

• 터널과지하공간
• /
• 제22권1호
• /
• pp.69-76
• /
• 2012

본 논문은 폭약의 폭발현상을 이용한 폭발용접, 폭발성형과 충격분말고화기술의 기본적 원리와 실험방법, 실험결과에 대하여 기술한다. 타이타늄(Ti)과 스테인레스 강(Stainless steel, SUS 304) 판재의 폭발용접 실험결과, 두 재료 접촉면의 단면에서는 연속적인 젯(jet)모양의 파형이 관찰되었고, 두 금속판재의 설치 경사각도가 $15{\sim}20^{\circ}$ 이고 접착속도가 2,100~2,800 m/s인 경우에 최적의 접합조건을 보였다. 알루미늄(Al) 판재를 이용한 폭발성형 실험과 전형적인 가압성형 실험 결과를 비교분석하여, 폭발성형의 경우가 큰 곡률변형을 보여 가공성이 우수한 것으로 확인되었다. 끝으로 금속과 세라믹의 혼합분말($Fe_{11.2}La_2O_3Co_{0.7}Si_{1.1}$)에 대한 충격고화 실험법을 제안하고 실험을 수행한 결과, 고화체의 표면과 내부에 균열이 확인되지 않았으며 세라믹입자와 금속입자들의 강한 미세조직 결합이 형성되었다. 또한 충격분말고화실험에서 발생되는 폭약의 폭발에 의한 폭굉파와 수중 충격파의 전파 및 간섭현상을 분석하기 위하여 LS-Dyna 3D를 이용한 동적해석을 수행하였다. 그 결과, 물용기 내 벽면에서 반사된 수중충격파가 중앙부에서 중첩되어 폭약의 폭발압력보다 높은 20 GPa의 수중 충격압을 보여, 물용기 내부형상의 중요성을 입증하였다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.107-112
• /
• 1999

성인 교정 환자가 증가됨에 따라 교정장치의 심미성이 요구되고 있다. 교정 장치의 심미적 증진을 위해 개발된 브라켓들로는 세라믹, 콤포지트 레진 브라켓, 타이타늄 브라켓등이 소개되고 있다. 콤포지트 레진 브라켓은 우수한 색상 및 투과성이 장점이나 높은 마찰력과 낮은 취성의 단점을 갖고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 최근 개발된 세라믹 또는 레진 브라켓(metal reinforced bracket)은 마찰력을 감소시키고 강도를 증가시키기 위하여 브라켓의 슬롯에 메탈을 삽입하고 있다. 그러나 지금까지 이러한 metal reinforced resin bracket(이후 MRRB)의 물성에 관한 연구가 미진하였다. 특히 이러한 브라켓과 교정용 철선의 마찰력에 관한 연구가 미흡하기에 본 연구를 시행하였다. 본 연구는 4종의 교정용 철사(.016 S-S, .0l6X.022 S-S, .016 $TMA^{\circledR}$, .0l7X.025 $TMA^{\circledR}$)와 5종의 브라켓을 사용하였다. 사용된 브라켓들로는 메탈 1종(Ormco.Co., U.S.A)자 세라믹 1종($Crystalline^{\circledR}$), 콤포지트 레진 1종(Clear Medium $Siamase^{\circledR}$), 메탈 슬롯이 삽입된 콤포지트 레진2종($Plastic^{\circledR},\;Spirit^{\circledR}$)의 마찰력을 서로 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. ceramic bracket과 resin bracket은 metal reinforced resin bracket과 metal bracket보다 마찰력이 유의성 있게 크게 나타났다. 2. metal reinforced resin bracket의 slot내 metal의 삽입형태에 따른 마찰력의 크기는 유의차가 없었다. 3. metal reinforced resin bracket과 metal bracket사이의 마찰력의 크기는 유의차가 없었다. 4.. 교정용 철선과 각 브라켓 비교에서 TMA, Stainless steel 순으로 마찰력이 적게 나타났다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제40권1호
• /
• pp.40-49
• /
• 2010

본 연구의 목적은 martensitic (M-NiTi), austenitic (A-NiTi) 및 thermodynamic nickel-titanium wire (T-NiTi)의 물리적 특징과 상전이 정도를 평가하는 것이다. 재료는 $0.016\;{\times}\;0.022$ inch의 M-NiTi (Nitinol Classic, NC), A-NiTi (Optimalloy, OPTI)와 T-NiTi (Neo-Sentalloy, NEO)이었으며, differential scanning calorimetry (DSC), 3점굽힘실험, X-ray diffraction (XRD), 미세구조 분석을 시행하였으며, ANOVA test로 통계처리하였다. DSC분석 결과 OPTI와 NEO는 heating curve에서 2개의 peak, cooling curve에서 1개의 peak를 보였고, NC는 heating과 cooling curve에서 1개의 넓고 약한 peak를 보였다. Austenite finishing ($A_f$) 온도는 OPTI $19.7^{\circ}C$, NEO $24.6^{\circ}C$, NC $52.4^{\circ}C$였다. 3점굽힘실험 결과 NC, OPTI, NEO 모두 residual deflection을 보였으며, NC와 OPTI의 load range가 NEO보다 컸다. XRD와 미세구조 분석결과 OPTI와 NEO는 Martensite finishing ($M_f$)에서 martensite와 austenite가 섞여 있음이 관찰되었다. NEO와 OPTI는 NC보다 개선된 물리적 특징과 상전이 행태를 보였다. NiTi 호선의 물리적, 온도에 따른 행태는 예상되었던 상전이 정도에 의해 완벽하게 설명되지 않았으며, 그 이유는 복잡한 martensite variants의 존재와 열과 stress에 의해 유도된 독립적인 상전이에 기인한다고 생각된다.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제45권4호
• /
• pp.431-443
• /
• 2007

Statement of problem: Injuries along with discomfort may result on the oral mucosa when non-rigid material is used as the major connector in construction of RPD, since nonrigid major connectors transmit unstable forces throughout the appliance. Titanium which recently draws attention as a substitute of Co-Cr had a difficulty in fabricating due to high melting temperature but the development of casting technique makes it possible to apply to the clinical case. Purpose: The purpose of this study was to investigate the rigidity and the castability of titanium upper major connector by design and make a comparison with Co-Cr major connectors which are widely used in clinical cases now. Material and methods: Casting was done using CP-Ti(Grage 2) (Kobe still Co., Japan) for the experimental groups, and 4 various designs namely palatal strap, U-shaped bar, A-P strap, and complete palatal plate were casted and 5 of each designs were included in each group. For the experimental group, Universal testing machine (Model 4502; Instron, Canton, Mass) was used to apply vertical torsional force vertically to the horizontal plane of major connector. In the second experiment, Vertical compressive force was applied to the horizontal plane of major connector. As a comparative group, Co-Cr major connector was equally manufactured and underwent the same experimental procedures Strain rate was measured after constant loading for one minute duration, and statistical analysis was done with SPSS ver.10.0 for WIN(SPSS. Inc. USA). From the one-way ANOVA and variance analysis (P=0.05), Scheffe's multiple comparison test implemented. Results: 1. Least amount of strain was observed with complete palatal plate followed by A-P bar, palatal bar, and the U-shaped bar having most amount of strain. 2. In all designs of titanium major connector, less strain rate was observed under compressive loading than under torsional loading showing more resistance to lateral force. 3. For titanium major connector, less strain rate was observed when the force is applied to the first premolar area rather than to the second molar area indicating more strength with shorter length of lever. 4. In Comparison of Co-Cr major connector with titanium major connector, palatal strap and U-shaped bar designs showed higher strength under torsional force that is statically significant, and under compressive force, no significant difference was observed expert for U-shaped bar. 5. In titanium major connector, complete palatal plate showed lowest success rate in casting when compared with the Co-Cr major connector. Conclusion: Above results prove that when using titanium for major connector, only with designs capable of generating rigidity can the major connector have almost equal amount of rigidity as Co-Cr major connector and show lower success rate in casting when compared with the Co-Cr major connector.