• 제목/요약/키워드: Micro-tensile test

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아스팔트 혼합물의 균열 저항성 평가 연구 (Laboratory Test and Evaluation to Characterize the Cracking Resistance of Asphalt Mixtures)

  • 김부일
    • 한국도로학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.9-15
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    • 2004
  • 아스팔트 혼합물의 균열 저항성은 일반적으로 인장 강도, 스티프니스와 같은 단일 물성치를 측정함으로써 평가된다. 그러나, 아스팔트 혼합물의 균열 성능을 평가함에 있어서 단일 물성치의 이용은 의문시되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 아스팔트 혼합물의 균열 저항성과 관련이 있는 주요 특성치를 좀 더 심도 있게 규명하고자 하였다. 이를 위해 다양한 하중 조건 하에서 파괴 시험 크리프 시험, 강도 시험이 일반 아스팔트 혼합물과 개질 아스팔트 혼합물에 대해서 수행되었다. 시험 결과, 혼합물의 균열 저항성은 주로 미세 손상 축적 속도에 영향을 받음을 알 수 있었으며, 이 값은 파괴 에너지 한계에 영향을 주지 않으면서 m값에 반영됨을 알 수 있었다. 또한, 짧은 하중 재하 시간 (탄성거동) 동안 얻어지는 스티프니스는 혼합물의 균열 저항성의 차이를 규명하는데 한계가 있음을 알 수 있었다. 따라서 아스팔트 혼합물의 균열 저항성을 보다 명확히 평가하기 위해서는 혼합물의 크리프 거동과 파괴 한계점을 동시에 고려하는 것이 필수적임을 알 수 있었다. 또한 수퍼페이브 간접 인장 강도 시험으로부터 구한 잔여 소멸 에너지는 비교적 손쉬운 실험을 통해 아스팔트 혼합물의 균열 저항성의 상대적인 차이를 보여줄 수 있는 유용한 물성치임을 알 수 있었으며, 장기 크리프 시험에서 얻어지는 파괴 변형률은 아스팔트 혼합물의 크리프 거동과 파괴 한계점을 동시에 고려함으로써 균열 저항성을 평가할 수 있는 유용한 물성치 임을 알 수 있었다.

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구조용 알루미늄 합금에서의 피로균열 열림 및 닫힘 시 AE 발생특성 연구 (AE Characteristics of Fatigue Crack Opening and Closure in Structural Aluminum Alloy)

  • 정중채;박휘립;김기복;이승석;윤동진
    • 비파괴검사학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.155-169
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    • 2002
  • 피로균열 진전시 균열 열림 및 닫힘에 따른 음향방출 특성을 규명하고자 구조용 알루미늄 2024-T4 와 6061-T6 재료에 대해 소형인장 시편에서의 피로균열 진전시 발생되는 AE 특성을 관찰하였으며, 기존의 AE파라미터 분석은 물론 재료의 파단면 분석을 통해 재료특성에 따른 AE 발생거동 사이의 관계를 논의하였다. 대부분의 음향방출 신호는 균열이 열리기 시작하는 위상과 균열이 완전히 닫히는 위상에서 많이 발생되었으며 하중을 최대로 받는 균열 완전 열림에서는 전반적으로 적게 발생됨을 알 수 있었다. 또한 재료에 따라서 균열 완전 열렴 부분에서 발생하는 음향방출 특성은 달라졌으나 각 피로 사이클 주파수 변화 (0.1, 0.2, 1.0Hz)에 따른 결과에서는 통일 재료일 경우 피로 사이클 주파수가 변화하더라도 각 사이클에서의 AE hit 발생 경향용 비슷하게 나타났다. 이와 같은 결과로부터 균열 열림 및 닫힘시 재료 의 미세조직과 기계적 특성인 연장강도와 항복강도에 따라 AE 특성이 달라질 수 있음을 알 수 있었다.

혼화제 종류별로 제조된 콘크리트의 재 혼합 타설시 특성 분석 (Analysis of the Characteristics of Manufactured Concrete, according to the Type of Admixture used when Remixing and Placing it)

  • 류현기;신상용
    • 한국건축시공학회지
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    • 제10권5호
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    • pp.95-102
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    • 2010
  • 최근 들어 경제성장과 산업기반 시설의 확충 등으로 인하여 타사의 레미콘을 종종 혼용 하는 경우가 있는데, 사용되는 혼화재료의 경우 제조회사별로 화학성분 및 첨가량의 차이가 있으므로 서로 다른 레미콘 제조회사의 콘크리트가 혼합되었을 시에 강도 저하 및 응결지연, 내구성 저하 등으로 인한 콘크리트의 성능 저하요인이 발생된다. 혼화제 종류별로 제조된 콘크리트의 재 혼합 타설시의 성능 분석을 한 결과로서 먼저 슬럼프는 모든 콘크리트에서 목표슬럼프 값을 만족하였으며, 공기량 역시 모든 콘크리트에서 목표 공기량을 만족 하였다. 블리딩량 및 블리딩률의 경우 전반적으로 유기산계와 같이 혼합된 콘크리트에서 높은 블리딩량을 나타내었다. 조기재령의 압축강도는 Plain의 나프탈린계에서 가장 큰 강도발현 경향을 나타내었고, 재 혼합 콘크리트에서는 5:5의 유기산계와 나프탈린계에서 가장 큰 압축 강도 발현 경향을 나타내었다. 표준재령의 경우 5:5의 재 혼합 콘크리트 중 나프탈린계+리그닌계를 혼합하였을 때 가장 큰 강도 발현 경향을 나타내었다. 인장강도 역시 압축강도와 유사한 경향을 나타내었다. 길이변화율은 전반적으로 Plain에 비하여 큰 건조수축 경향을 나타내었으며, 재 혼합콘크리트 7:3의 경우에 가장 큰 건조수축경향을 나타내었다. SEM사진 분석결과 재혼합 콘크리트에서 더 많은 미세공극들이 발견되었다. 결과적으로 한 종류의 레미콘을 이용하여 타설하였을 경우 보다 혼합사용 하였을 경우 응결지연 및 초기강도 저하현상이 나타나고, 더 큰 건조 수축 경향을 나타내어 일부 혼화제를 선별하여 혼합 사용하는 경우를 제외하고는 가능한 동일한 혼화제를 사용해야 할 것으로 판단된다.

유체-구조물 상호작용을 고려한 댐 구조체와 수압철관의 내진성능평가 (Seismic Performance Evaluation of Dam Structures and Penstock Considering Fluid-Structure Interaction)

  • 허소현;남광식;정영석;권민호
    • 토지주택연구
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    • 제13권1호
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    • pp.141-150
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    • 2022
  • 국내 대규모 지진 이후 구조물의 내진에 대한 연구 필요성이 커짐에 따라 행정안전부에서는 기존의 내진설계기준 공통적용사항을 개정하여 국가내진성능 목표치를 상향하였으며 새로 개정된 내진설계기준의 성능목표치에 대한 연구가 필요하게 되었다. 이에 본 논문에서는 실제 노후화된 Test-Bed의 댐 제체와 내부에 매립되어 있는 수압철관과 유체를 여러 변수를 도입하여 3차원 유한요소법으로 모델링 하였으며 수압철관 내부 유체의 동수압으로 인한 거동을 분석하고 개정된 현행 내진설계 기준법에 부합하는 지진파에 대한 댐 제체와 수압철관의 안전성을 확인하였다. 3차원 유한요소해석결과 수압철관의 수충격에 의한 응력변화가 매우 작았으며 이를 통해 지진상황에서 수충격 보다 동수압의 영향이 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 동수압이 SPH 형태인 경우 지진동으로 인한 유체의 거동과 응력 발생 위치를 유효하게 나타낼 수 있으며 취약부 분석에 더욱 용이할 것으로 분석되었다. 부식을 고려한 해석결과 수압철관이 제체의 매립되어 있기 때문에 응력 분산의 정도가 작아져 강재 항복응력의 1% 이하로 매우 작은 응력결과를 보였다. 또한 콘크리트 댐 제체의 상류 유입부의 미소 인장균열 발생 가능성이 있으나 수압철관의 응력증가에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났으며 개정된 유효지반가속도의 지진상황에서 안전한 것으로 판단된다.

Research of Diffusion Bonding of Tungsten/Copper and Their Properties under High Heat Flux

  • Li, Jun;Yang, Jianfeng
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.14-14
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    • 2011
  • W (tungsten)-alloys will be the most promising plasma facing armor materials in highly loaded plasma interactive components of the next step fusion reactors due to its high melting point, high sputtering resistance and low deuterium/tritium retention. The bonding technology of tungsten to Cu alloy was one of the key issues. In this paper, W/CuCrZr diffusion bonding has been performed successfully by inserting pure metal interlay. The joint microstructure, interfacial elements migration and phase composition were analyzed by SEM, EDS, XRD, and the joint shear strength and micro-hardness were investigated. The mock-ups were fabricated successfully with diffusion bonding and the cladding technology respectively, and the high heat flux test and thermal fatigue test were carried out under actively cooling condition. When Ni foil was used for the bonding of tungsten to CuCrZr, two reaction layers, Ni4W and Ni(W) layer, appeared between the tungsten and Ni interlayer with the optimized condition. Even though Ni4W is hard and brittle, and the strength of the joint was oppositely increased (217 MPa) due primarily to extremely small thicknesses (2~3 ${\mu}m$). When Ti foil was selected as the interlayer, the Ti foil diffused quickly with Cu and was transformed into liquid phase at $1,000^{\circ}C$. Almost all of the liquid was extruded out of the interface zone under bonding pressure, and an extremely thin residual layer (1~2 ${\mu}m$) of the liquid phase was retained between the tungsten and CuCrZr, which shear strength exceeded 160 MPa. When Ni/Ti/Ni multiple interlayers were used for bonding of tungsten to CuCrZr, a large number of intermetallic compound ($Ni_4W/NiTi_2/NiTi/Ni_3T$) were formed for the interdiffusion among W, Ni and Ti. Therefore, the shear strength of the joint was low and just about 85 MPa. The residual stresses in the clad samples with flat, arc, rectangle and trapezoid interface were estimated by Finite Element Analysis. The simulation results show that the flat clad sample was subjected maximum residual stress at the edge of the interface, which could be cracked at the edge and propagated along the interface. As for the rectangle and trapezoid interface, the residual stresses of the interface were lower than that of the flat interface, and the interface of the arc clad sample have lowest residual stress and all of the residual stress with arc interface were divided into different grooved zones, so the probabilities of cracking and propagation were lower than other interfaces. The residual stresses of the mock-ups under high heat flux of 10 $MW/m^2$ were estimated by Finite Element Analysis. The tungsten of the flat interfaces was subjected to tensile stresses (positive $S_x$), and the CuCrZr was subjected to compressive stresses (negative $S_x$). If the interface have a little microcrack, the tungsten of joint was more liable to propagate than the CuCrZr due to the brittle of the tungsten. However, when the flat interface was substituted by arc interfaces, the periodical residual stresses in the joining region were either released or formed a stress field prohibiting the growth or nucleation of the interfacial cracks. Thermal fatigue tests were performed on the mock-ups of flat and arc interface under the heat flux of 10 $MW/m^2$ with the cooling water velocity of 10 m/s. After thermal cycle experiments, a large number of microcracks appeared at the tungsten substrate due to large radial tensile stress on the flat mock-up. The defects would largely affect the heat transfer capability and the structure reliability of the mock-up. As for the arc mock-up, even though some microcracks were found at the interface of the regions, all microcracks with arc interface were divided into different arc-grooved zones, so the propagation of microcracks is difficult.

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박스 형태의 복합레진 수복시 충전법 및 와동벽에 따른 결합력 차이에 관한 연구 (DIFFERENCE IN BOND STRENGTH ACCORDING TO FILLING TECHNIQUES AND CAVITY WALLS IN BOX-TYPE OCCLUSAL COMPOSITE RESIN RESTORATION)

  • 고은주;신동훈
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제34권4호
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    • pp.350-355
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    • 2009
  • 복합 레진은 중합되는 동안 수축으로 인한 응력이 발생하게 되고 이는 결합력 실패를 야기한다. 치질과의 결합력은 접착면의 성질에 영향을 받게 되는데 대부분의 연구들은 편평한 접착면상에서 이루어졌으며 와동내 와벽 위치에 따른 결합력 차이에 관한 연구는 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 Ⅰ급 복합레진 수복시 단일 충전한 경우와 적층 충전한 경우에 있어서 와동의 치수벽과 측벽에서의 결합력 차이를 알아보고자 하였다. 발거된 20개의 건전한 제3 대구치를 대상으로 6 ${\times}$4 ${\times}$3 mm 크기의 박스 형태로 와동을 형성한 후 레진 충전방법과 와동벽에 따라 4개 군으로 분류하였다. 단일 충전하고 치수벽의 결합력을 측정한 A군, 단일 충전하고 측벽의 결합력을 측정한 B군, 적층 충전하고 치수벽의 결합력을 측정한 C군, 적층 충전하고 측벽의 결합력을 측정한 D군으로 설정하였다. 제조사의 지시에 따라 Clearfil SE $bond^{(R)}$(Kuraray Corp., Osaka, Japan)로 치면 처리한 후 Filteck Z $250^{(R)}$(3M/ESPE., St. Paul, USA)을 사용하여 와동을 충전하였다. 적층 충전군의 경우 1.5 mm씩 두 번에 나누어 충전하고 각각 40초씩 중합하였다. $37^{\circ}C$의 증류수에서 24시간 보관 후 교합면쪽 법랑질을 제거하고 수복물의 근원심 폭의 절반되는 지점에서 협설 방향으로 치아를 잘랐다. 주수하에 고속 diamond saw를 사용하여 각 치아의 접착면에 수직으로 1 ${\times}$1 ${\times}$7 mm의 막대 형태의 시편을 만들었으며 만능시험기에 부착하고 1 mm/min의 속도로 미세인장 결합강도를 측정하였다. 2-way ANOVA test와 t-test를 이용하여 95% 유의수준으로 통계 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 충전 방법의 경우, 적층 충전군이 단일 충전군보다 높은 평균값을 보였으나 통계적 유의성은 없었다. 2. 와동벽에 따른 결합력 차이의 경우, 치수벽 군이 측벽 군보다 결합력이 큰 것으로 나타났으나 유의성은 없었다. 본 연구 결과만을 토대로 볼 때, 충전 방법과 와동벽의 두 가지 요소가 치질과의 결합력에 미치는 영향이 크지 않았다.

음향방출법(AE)에 의한 기계요소재의 마찰용접 품질 실시간 평가 (REAL-TIME QUALITY EVALUATION OF FRICTION WELDING OF MACHINE COMPONENTS BY ACOUSTIC EMISSION)

  • SAE-KYOO OH
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 1995년도 특별강연 및 추계학술발표 개요집
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    • pp.3-20
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    • 1995
  • Development of Real-Time Quality Evaluation of Friction Welding by Acousitc Emission : Report 1 ABSTRACT : According as the friction welding has been increasingly applied in manufacturing various machine components because of its significant economic and technical advantages, one of the important concerns is the reliable quality monitoring method for a good weld quality with both joint strength and toughness in the process of its production. However no reliable nondestructive test method is available at present to determine the weld quality particularly in process of production. So this paper presents an experimental examination and quantitative analysis for the real-time evaluation of friction weld quality by acoustic emission, as a new approach which attempts finally to develop an on-line quality monitoring system design for friction welds using AE techniques. As one of the important results, it was confirmed, through this study, that AE techniques can be reliably applied to evaluating the friction weld qualify with 100% joint strength, as the cumulative AE counts occurring during welding period were quantitatively correlated with reliability at 95% confidence level to the joint strength of welds. Real-Time Evaluation of Automatic Production Quality Control for Friction Welding Machine : Report 2 Abstract : Both in-process quality control and high reliability of the weld is one of the major concerns in applying friction welding to the economical and qualified mass-production. No reliable nondestructive monitoring method is available at present to determine the real-time evaluation of automatic production quality control for friction welding machine. This paper, so that, presents the experimental examinations and statistical quantitative analysis of the correlation between the initial cumulative counts of acoustic emission(AE) occurring during plastic deformation period of the welding and the tensile strength of the welded joints as well as the various welding variables, as a new approach which attempts finally to develop an on-line (or real-time) quality monitoring system and a program for the process of real-time friction welding quality evaluation by initial AE cumulative counts. As one of the important results, it was well confirmed that the initial AE cumulative counts were quantitatively and cubically correlated with reliability of 95% confidence level to the joint strength of the welds, bar-to-bar (SCM4 to SUM31, SCM4 to SUM24L) and that an AE technique using initial AE counts can be reliably applied to real-time strength evaluation of the welded joints, and that such a program of the system was well developed resulting in practical possibility of real-time quality control more than 100% joint efficiency showing good weld with no micro-structural defects.

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다중벽 탄소나노튜브의 분산방법에 따른 섬유보강 시멘트복합체의 역학적 특성 (Mechanical Properties of Fiber-reinforced Cement Composites according to a Multi-walled Carbon Nanotube Dispersion Method)

  • 김문규;김규용;편수정;최병철;이예찬;남정수
    • 한국건축시공학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.203-213
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    • 2024
  • 본 연구에서는 내열성, 화학적 안정성 등 다양한 특성으로 인해 산업 분야에서 자기감지, 균열 감지 등의 용도로 활용되고 있는 MWCNT를 활용하여 진행하였다. 하지만 MWCNT는 전기적 특성을 활용한 자기감지 및 스마트 센서에 대한 연구에 집중되어 있다. 또한, 연구자의 기술 및 장비의 차이로 인해 정량적 분산이 어렵고, 과도한 분산은 기계적 성능 저하로 이어질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 일정 시간 초음파 분산과 분산 효과가 입증된 PCE 계면활성제를 활용하여 섬유보강 시멘트복합체 시험편을 제조하고, 각 시험편에 대해 강도 시험, 인발 시험, 직접 인장 시험을 수행하여 기계적 물성을 평가하였다. Micro-CT 촬영과 압축, 휨, 인장 강도 시험 결과 초음파 분산과 분산제를 사용한 시험체인 U-A0.5와 분산제만을 사용한 N-A0.5가 다른 시험체에 비해 높은 강도를 보이는 것을 확인하였으며 분산 방법에 따라 MWCNT의 분산 효율이 섬유보강 시멘트복합체의 기계적 성능 향상에 미치는 영향을 조사하였다.

Chlorhexidine 처리가 상아질 접착제의 미세인장결합강도에 미치는 영향 (EFFECT OF CHLORHEXIDINE ON MICROTENSILE BOND STRENGTH OF DENTIN BONDING SYSTEMS)

  • 오은화;최경규;김종률;박상진
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제33권2호
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    • pp.148-161
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    • 2008
  • 본 연구는 상아질 혼성층의 교원섬유를 가수분해하는 효소인 MMPs (Matrix metalloproteinses)의 억제제로 알려진 chlorhexidine (CHX)을 적용 후 결합강도를 측정하였으며, 이를 각각 열순환 처리 후 결합강도를 측정하였다. 또한 주사전자현미경으로 접착계면에서의 파괴 양상을 비교 분석하였다. 우식이 없는 발거한 32개의 제3대구치의 교합면 상아질을 노출시키고 GI그룹에서는 dentin conditioner를 처리 후 2% chlorhexidine을 적용시키고, 산부식 접착제 그룹에서는 인산 산부식을 시행하고 2% chlorhexidine을 적용 후 3단계 산부식형 상아질 접착제 (Scotchbond Multipurpose, SM), 2단계 산부식형 상아질 접착제 (Single Bond, SB)를 도포하고, 자가부식 접착제 그룹에서는 2% chlorhexidine 적용 후 자가부식 상아질 접착제 (Clearfil Tri-S, TS)를 도포한다. 이후 복합 레진 (Z-250)과 GI (Fuji-II LC)를 충전한 시편을 $1\;mm^2$의 단면을 갖는 beam으로 제작하여 열순환 하지 않거나, 10,000회 열순환 ($5\;{\sim}\;55^{\circ}C$)하였다. Universal testing machine (EZ-test; Shimadzu, Japan)에서 cross head speed 1 mm/min로 인장력을 가하여, 미세인장결합강도를 측정하였다. 실험 결과는 유의수준 0.05 level에서 two-way ANOVA를 이용하여 통계분석하였다. 그 후 파절된 시편의 파괴 양상을 현미경 (SEM)으로 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다; 1. 2% CHX을 적용한 모든 실험군에서 상아질과의 미세인장결합강도가 증가하였고, 열순환은 상아질과의 미세인장결합강도를 감소시켰다 (P > 0.05). 2. CHX 적용 후 열순환 한 군은 CHX을 적용하지 않고 열순환한 군에 비하여 상아질과의 미세인장결합강도가 높았으며, 특히 GI와 TS군에서 유의한 차이를 나타내었다 (P < 0.05). 3. 파괴 양상 분석 결과, 혼성층에서의 접착성 파괴를 보이며, CHX을 적용하면 혼성층 기저부에서 상부로 파괴 부위가 옮겨가는 양상을 나타내었다. 이상의 연구 결과를 토대로, MMPs 억제제인 2% CHX은 글래스 아이오노머 시멘트와 상아질 접착제의 초기 미세인장결합강도에는 영향을 미치지 않으며, CHX 적용이 접착내구성을 유지하는데 도움이 되었다.

임시 가봉재가 상아질과 레진 인레이의 미세인장 결합 강도에 미치는 영향 (Microtensile bond strength of resin inlay bonded to dentin treated with various temporary filling materials)

  • 김태우;이빈나;최영중;양소영;장훈상;황윤찬;황인남;오원만
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제36권5호
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    • pp.419-424
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    • 2011
  • 연구목적: 임상에서 주로 사용되는 가봉재가 레진 코팅된 상아질과 레진 인레이간 결합력에 미치는 영향을 밝히고, 지연 상아질 봉쇄법과 즉시 상아질 봉쇄법의 접착에 대한 효과를 비교 평가하고자 본 연구를 시행하였다. 연구 재료 및 방법: ZOE로 임시 가봉한 후 상아질 접착제로 지연 상아질 봉쇄법을 이용한 군을 1군, 즉시 상아질 봉쇄법을 이용하고 ZOE로 가봉한 군을 2군, 즉시 상아질 봉쇄법을 이용하고 Dycal로 가봉한 군을 3군, 즉시 상아질 봉쇄법을 이용하고 레진계열의 임시 가봉재로 가봉한 군을 4군으로 분류하였다. 각 그룹에서 가봉재를 제거하고 미리 제작한 레진 인레이를 와동에 합착한 후 근원심으로 절단하여 미세인장 결합 강도를 측정하였다. 결과: 1군에서 가장 낮은 결합력, 4군에서 가장 큰 결합력 나타내었다(p < 0.01). ZOE로 임시 가봉을 한 경우 즉시 상아질 봉쇄법이 지연 상아질 봉쇄법에 비해 결합력이 컸다(p < 0.01). 결론: 레진 인레이의 상아질 접착시 지연 상아질 봉쇄법보다 즉시 상아질 봉쇄법이 권고되며, 레진 계열의 임시 가봉재가 가장 우수한 결과를 보였다.