PURPOSE. This study aimed to compare the effect of different surface treatments and luting agent types on the shear bond strength of two ceramics to commercially pure titanium (Cp Ti). MATERIALS AND METHODS. A total of 160 Cp Ti specimens were divided into 4 subgroups (n = 40) according to surface treatments received (control, 50 ㎛ airborne-particle abrasion, 110 ㎛ airborne-particle abrasion, and tribochemical coating). The cementation surfaces of titanium and all-ceramic specimens were treated with a universal primer. Two cubic all-ceramic discs (lithium disilicate ceramic (LDC) and zirconia-reinforced lithium silicate ceramic (ZLC)) were cemented to titanium using two types of resin-based luting agents: self-cure and dual-cure (n = 10). After cementation, all specimens were subjected to 5000 cycles of thermal aging. A shear bond strength (SBS) test was conducted, and the failure mode was determined using a scanning electron microscope. Data were analyzed using three-way ANOVA, and the Tukey-HSD test was used for post hoc comparisons (P < .05). RESULTS. Significant differences were found among the groups based on surface treatment, resin-based luting agent, and ceramic type (P < .05). Among the surface treatments, 50 ㎛ air-abrasion showed the highest SBS, while the control group showed the lowest. SBS was higher for dual-cure resin-based luting agent than self-cure luting agent. ZLC showed better SBS values than LDC. CONCLUSION. The cementation of ZLC with dual-cure resin-based luting agent showed better bonding effectiveness to commercially pure titanium treated with 50 ㎛ airborne-particle abrasion.
백색을 띄고 물리적 화학적으로 안정한 지르코니아는 열전도도가 낮고 강도와 인성, 내식성이 우수하여 단열재, 내화물과 같은 고온 재료와 각종 산업용 구조세라믹스에 사용되고 있다. 이러한 지르코니아를 낮은 경도 및 굴절률 등과 같은 단점을 가진 고분자 코팅제에 도입하게 되면 화학적, 전기적, 광학적인 특성이 향상된다. 이와 같이 유기 소재에 무기 소재를 혼합하여 사용하는 유-무기 하이브리드 코팅을 목적으로 본 연구에서는 지르코니아 표면에 trimethylchlorosilane(TMCS)과 hexamethyldisilazane(HMDZ)을 사용하여 실릴화반응을 통한 $-CH_3$기를 도입하여 소수성을 나노지르코니아 표면에 도입하였다. 소수화된 지르코니아 표면에서의 TMCS와 HMDZ에 의해 도입된 $Si-CH_3$의 존재는 FT-IR ATR spectroscopy를 통해 확인하였고, silicon 원소의 존재를 FE-SEM/EDS와 ICP-AES를 통해 확인하였다. 또한, 개질 전후의 지르코니아를 아크릴레이트 단량체에 분산하여 침강속도를 확인하여 분산성이 향상되는 것을 확인하였다. 지르코니아 입자의 크기 및 분포는 입도 분석기를 통해 확인하였으며, BET 분석을 통해 개질 반응 전후의 비표면적은 $18m^2/g$ 정도로 큰 변화가 없었다.
Hybrid manufacturing technology has been advanced to overcome limitations due to traditional fabrication methods. To fabricate a micro/nano-scale structure, various manufacturing technologies such as lithography and etching were attempted. Since these manufacturing processes are limited by their materials, temperature and features, it is necessary to develop a new three-dimensional (3D) printing method. A novel nano-scale 3D printing system was developed consisting of the Nano-Particle Deposition System (NPDS) and the Focused Ion Beam (FIB) to overcome these limitations. By repeating deposition and machining processes, it was possible to fabricate micro/nano-scale 3D structures with various metals and ceramics. Since each process works in different chambers, a transfer process is required. In this research, nanoscale 3D printing system was briefly explained and an alignment algorithm for nano-scale 3D printing system was developed. Implementing the algorithm leads to an accepted error margin of 0.5% by compensating error in rotational, horizontal, and vertical axes.
PURPOSE. The aim of this study was to evaluate the microshear bond strength (µSBS) of four computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) blocks repaired with composite resin using three different surface treatment protocols. MATERIALS AND METHODS. Four different CAD/CAM blocks were used in this study: (1) flexible hybrid ceramic (FHC), (2) resin nanoceramic (RNC), (c) polymer infiltrated ceramic network (PICN) and (4) feldspar ceramic (FC). All groups were further divided into four subgroups according to surface treatment: control, hydrofluoric acid etching (HF), air-borne particle abrasion with aluminum oxide (AlO), and tribochemical silica coating (TSC). After surface treatments, silane was applied to half of the specimens. Then, a silane-containing universal adhesive was applied, and specimens were repaired with a composite, Next, µSBS test was performed. Additional specimens were examined with a contact profilometer and scanning electron microscopy. The data were analyzed with ANOVA and Tukey tests. RESULTS. The findings revealed that silane application yielded higher µSBS values (P<.05). All surface treatments were showed a significant increase in µSBS values compared to the control (P<.05). For FHC and RNC, the most influential treatments were AlO and TSC (P<.05). CONCLUSION. Surface treatment is mandatory when the silane is not preferred, but the best bond strength values were obtained with the combination of surface treatment and silane application. HF provides improved bond strength when the ceramic content of material increases, whereas AlO and TSC gives improved bond strength when the composite content of material increases.
In the case of CAD/CAM ceramic inlay restorations, if isthmus width is widened too much, it may cause fracture of remaining tooth structure or loss of bonding at the luting interface because of excessive displacement of buccal or lingual cusps under occlusal loads. So to clarify the criterior of widening isthmus width, this study was designed to test the tensile bond strength and bond failure mode between dentin and ceramic cemented with luting composite resin cements. Cylindrical ceramic blocks(Vita Cerec Mark II, d=4mm) were bonded to buccal dentin of 40 freshly extracted third molars with 4 luting composite resin cements(group1 : Scotchbond Resin Cement/Scotchbond Multi-Purpose, group2 : Duolink Resin Cement/ All-Bond 2, group3: Bistite Resin Cement/Ceramics Primer, and group4:Superbond C&B). Tensile bond test was done under universal testing machine using bonding and measuring alignment blocks(${\phi}ilo$ & Urn, 1992). After immersion of fractured samples into 1 % methylene blue for 24 hours, failure mode was analysed under stereomicroscope and SEM. Results: The tensile bond strength of goup 1, 2 & 4 was $13.97{\pm}2.90$ MPa, $16.49{\pm}3.90$ MPa and $16.l7{\pm}4.32$ MPa, respectively. There was no statistical differences(p>0.05). But, group 3 showed significantly lower bond stregnth($5.98{\pm}1.l7$ MPa, p<0.05). In almost all samples, adhesive fractures between dentin and resin cements were observed. But, in group 1, 2 & 4, as bond strength increased, cohesive fracture within resin cement was observed simultaneously. And, in group 3, as bond strength decreased, cohesive fracture between hybrid layer and composite resin cement was also observed. Cohesive fracture within dentin and porcelain adhesive fracture were not observed. In conclusion, although adhesive cements were used in CAD/CAM -fabricated ceramic inlay restorations, the conservative priciples of cavity preparation must be obligated.
본 논문에서는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics) 공정을 이용하여 다층 구조의 의사 유전체 공진기를 설계하고, 이를 HMIC(Hybrid Microwave Integrated Circuit) 형태의 증폭기, 위상천이기와 함께 폐루프를 구성하여 초소형 전압 제어 의사 유전체 공진기 발진기(Vt-ADRO: Voltage-tuned Artificial Dielectric Resonator Oscillator)를 제작하였다. 의사 유전체 공진기는 주기적인 도체 패턴과 적층을 통해 기존의 유전체 공진기보다 소형의 크기를 갖는 공진기이다. 의사 유전체 공진기의 형상은 기본 도체 패턴 원판형을 갖고 이것을 적층하는 구조를 선정하였으며, 공진기의 물리적 치수 및 적층 수에 따른 공진 특성을 분석하였다. 소형의 크기로 제작하기 위하여 LTCC 기판의 상부에 의사 유전체 공진기를 내장하고, 하부에 증폭기, 위상천이기를 집적하였다. 제작된 의사 유전체 공진기 발진기는 $13{\times}13{\times}3mm^3$로 초소형이며, SMT(Surface Mount Technology) 형태를 갖는다. 설계된 발진기는 설계 주파수에서 개루프 발진 조건을 만족하였으며, 폐루프 측정 결과, 발진 주파수는 조정 전압 0~5 V에서 2.025~2.108 GHz, 위상 잡음은 100 kHz offset에서 $-109{\pm}4$ dBc/Hz, 출력 전력은 $6.8{\pm}0.2$ dBm을 보이며, PFTN(Power Frequency Tuning Normalized) FOM(Figure Of Merit)은 -30.88 dB를 보인다.
최근 들어 한옥에 대한 수요과 공급이 계속해서 늘고 있다. 이러한 한옥이 가지고 있는 가장 심각한 문제는 과도한 지붕구조의 무게와 이로 인해 늘어날 수밖에 없는 구조부재의 대형화이다. 따라서 겉으로는 대단면 목재 부재이면서 다량의 목질부를 제거하여 무게의 경량화를 이루고 감소하는 강도적 성질은 부재의 하이브리드화를 통해 보충할 수 있는 실대재 대단면 스킨팀버를 제작하였다. 소나무와 낙엽송 두 수종을 사용하여 실대재 스킨팀버를 제작하였다. 두 수종에 대해 정각형 스킨팀버와 원통형 스킨팀버 각각을 제작하여 휨성능을 평가하였다. 가공기계의 정밀도 부족으로 인해 부재에 과도한 손상이 발생하여 의도한 정도의 강도적 성질을 얻지 못하였다. 하지만 가공기계의 정밀도 향상을 도모하고 추가적인 하이브리드 구조체 제작을 첨가한다면 경량의 대단면 구조부재의 생산이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서 실제 제작한 낙엽송과 소나무 실대재 스킨팀버에서는 수종간의 휨성능 차이는 나타나지 않아 적절히 혼용 가능한 것으로 나타났다. 낙엽송의 MOR 기준에서만 정각형과 원통형간에 성능 차이가 인정되어 구분하여 사용해야 할 필요가 있고 나머지에 있어서는 차이가 인정되지 않아 혼용이 가능하다고 판단되었다. 본 연구의 목적이 어느 정도의 강도를 지닌 경량의 대단면 구조재 개발에 있으므로 목질계 우드세라믹이나 경량철골 등을 이용한 하이브리드 구조체를 개발한다면 한옥이나 실내인테리어재료 그리고 기둥-보 공법의 재료 등으로 활용 가능할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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