• 대한치과기공학회지
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• 제42권4호
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• pp.307-312
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• 2020

Application of ceramic materials for fabrication of dental restoration materials has been a focus of interest in the field of esthetic dentistry. The ceramic materials of choice are glass ceramics, spinel, alumina, and zirconia. The development of yttrium tetragonal zirconia polycrystal (YTZP)-based systems is a recent addition to all-ceramic systems that have high strength and are used for crowns and fixed partial dentures. Computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM)-produced, YTZP-based systems are popular with respect to their esthetic appeal for use in stress-bearing regions. The highly esthetic nature of zirconia and its superior physical properties and biocompatibility have enabled the development of restorative systems that meet the demands of today's patients. Many in vitro trials have been performed on the use of zirconia; however, relatively fewer long-term clinical studies have been published on this subject. The use of zirconia frameworks for long-span fixed partial dentures is currently being evaluated; in the future, more in vivo research and long-term clinical studies are required to provide scientific evidence for drawing solid guidelines. Further clinical and in vitro studies are required to obtain data regarding the long-term clinical use of zirconia-based restorations.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권6호
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• pp.411-416
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• 2005

Y-TZP(Yttria-stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal) ceramics are of great interest as engineering and structural materials due to their excellent mechanical properties arising from transformation toughening, it is also reported that the 3Y-TZP($3 mol\%$ Yttria-stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal) has the best mechanical properties in Y-TZP ceramics. But to use widely for engineering and structural materials, it remains an important challenge to be able to improve its fracture toughness. In order to produce the 3Y- TZP ceramics showing much better mechanical properties, milling method adding monoclinic zirconia to 3Y-TZP was adopted and the resultant mechanical properties containing apparent density and fracture toughness were measured by using proper techniques. Experimental results showed that the 3Y-TZP specimen containing $33 wt\%$ of monoclinic zirconia, which was sintered at $1450^{\circ}C$, has the highest fracture toughness value of $11.38 MPa{\cdot}m^{1/2}$ which is three times higher than that of normal 3Y-TZP ceramics.

• 한국분말재료학회지
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• 제17권3호
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• pp.197-202
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• 2010

Low temperature degradation behavior in yttria stabilized tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) ceramics was microscopically observed from the phase contrast between monoclinic surface and tetragonal matrix. The degradation behavior was dependent on the surface treatment of sintered Y-TZP, even if the sintering history is same. In the mirror polished specimen, the monoclinic layer appeared in a uniform thickness from the surface. On the contrary, for the specimen with coarse scratch, the thickness of degraded surface was more than double especially from the coarse scratch. Since the scratch results in local deformation, the residual stress should be induced around the scratch. With the transformation from tetragonal to monoclinic, the volume expansion exerts a stress on a neighboring grains and promotes a successive phase transformation. Such a autocatalytic effect can be triggered from the part of coarse scratch.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제11권3호
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• pp.162-168
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• 2019

PURPOSE. The aim of this study was to evaluate the effect of occlusal adjustments on the surface roughness of yttria-tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) and wear of opposing artificial enamel. MATERIALS AND METHODS. Twenty-five Y-TZP slabs from each brand (Lava, 3M and Bruxzir, Glidewell Laboratories) with different surface conditions (Control polished - CPZ; Polished/ground - GRZ; Polished/ground/repolished - RPZ; Glazed - GZ; Porcelain-veneered - PVZ; n=5) were abraded (500,000 cycles, 80 N) against artificial enamel (6 mm diameter steatite). Y-TZP roughness (in ${\mu}m$) before and after chewing simulation (CS) and antagonist steatite volume loss (in $mm^3$) were evaluated using a contact surface profilometer. Y-TZP roughness was analyzed by three-way analysis of variance (ANOVA) and steatite wear by two-way ANOVA and Tukey Honest Difference (HSD) (P=.05). RESULTS. There was no effect of Y-TZP brand on surface roughness (P=.216) and steatite loss (P=.064). A significant interaction effect (P<.001) between surface condition and CS on Y-TZP roughness was observed. GZ specimens showed higher roughness after CS (before CS - $3.7{\pm}1.8{\mu}m$; after CS - $13.54{\pm}3.11{\mu}m$), with partial removal of the glaze layer. Indenters abraded against CPZ ($0.09{\pm}0.03mm^3$) were worn more than those abraded against PVZ ($0.02{\pm}0.01mm^3$) and GZ ($0.02{\pm}0.01mm^3$). Higher wear caused by direct abrasion against zirconia was confirmed by SEM. CONCLUSION. Polishing with an intraoral polishing system did not reduce the roughness of zirconia. Wear of the opposing artificial enamel was affected by the material on the surface rather than the finishing technique applied, indicating that polished zirconia is more deleterious to artificial enamel than are glazed and porcelain-veneered restorations.

• 치위생과학회지
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• 제14권1호
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• pp.29-34
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• 2014

본 연구는 최근 심미보철물 제작에 널리 사용되는 지르코니아의 저온열화가 수복물의 안정성 및 내구성에 영향을 미치는 여부를 확인하기 위하여 전단결합강도를 측정하였다. 디스크 형태의 시편을 각각 7개씩 제작한 후 전장도재를 축성하여, ISO 13356 규격에 의거한 조건으로 고압증기 멸균기에 저온열화의 정도를 조절하기 위하여 3, 5, 10시간 동안 수열처리를 진행하였다. 제한된 조건하에 시행된 실험을 통해 전단결합강도를 확인하였으며, 측정 후 파절양상을 관찰 하였다. 저온열화 처리 전후의 시편에 대한 전단결합강도의 변화는 각 실험군별 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 10시간을 저온열화 처리한 시편이 가장 낮은 전단결합강도로 나타났으며, 처리시간이 길어질수록 전단결합강도가 낮아지는 경향을 보였다. 파절 양상으로 저온열화 처리를 하지 않은 시편에서 응집성 파절을 보였으며, 저온열화 처리가 길어질수록 혼합형 파절 경향으로 전환되었다. 결론적으로 본 연구는 저온열화 현상이 진행될수록 지르코니아 코어와 전장도재 간의 결합강도가 낮아지는 경향을 확인하였다. 본 실험결과를 토대로 치과용 지르코니아를 이용한 보철물 제작과정과 환자에게 장착 후 안정적인 사용을 위하여 저온열화 현상에 대한 주의가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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• pp.55-85
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• 1996

지르코니아 분말은 ZrO2 결정상이 온도변화에 따라 부피변화를 수반하는 상전이변태를 나타낸다. 단사정 ZrO2가 110$0^{\circ}C$에서는 정방정으로, 2$700^{\circ}C$ 내외에서는 입방정으로 결정구조가 가역적으로 변한다. 이 ZrO2에 금속산화물을 고용시키면 형석 (CaF2:Florite)형의 입방정 결정구조가 실온에서도 안정하게 존재하게 된다. 안정화제 산화물은 caO, MgO등 2가 산화물외에 3가 또는 4가의 금속산화물로서 Sc2O3, Y2O3, Sm2O3, Nd2O3, Gd2O3, Y2O3, CeO2 등이며 이들은 금속이온의 원자가가 변하기 쉬운 희토류 산화물이다. 안정화 지르코니아는 형석형 결정구조이며 결정화학적으로 보면 금속양이온이 산소이온에 대해서 정육면체형의 8배위를 하고 있다. 이때 이온반경비(양이온/음이온)에 따라 Zr+4자리와 O-2자리의 격자위치와 모양이 형성되므로 비틀어진 정육면체구조이건 이상적인 정육면체 형석구조를 이룬다. 이는 지르코니아의 결정상의 2상-3상인 부분안정화 지르코니아다결정체(PSZ : partially stabilized zirconia)이거나 단일상-2상인 정방정 지르코니아다결정체(TZP : tetragonal zirconia polycrystal)의 결정구조를 가지는데 기인한다. PSZ는 주로 MgO, CaO를 안정화제로 고용시켜 입방정 영역에서 소결하고 이를 다시 입방정과 정방정의 상 영역에서 열처리하여 입방정 입자내부에 정방정을 석출 형성시킨 것이며 TZP는 Y2O3 및 CeO2를 고용시켜 PSZ와 다르게 일반적인 상압소결한 정방정 결정상의 미립자이다. 산화지르코늄 분말은 지르콘사에서 열분해시킨 지르코늄소결.융해괴(caustic fusion clinker)를 산처리하여얻어진 지르코늄산용액(zirconyl acid solution : cloride, sulfide, nitride 등)으로부터 제조된다. 고순도 산화지르코늄은 용액 결정석출법에 의해 ZrOCl2.8H2O, 5ZrO2.3SO3.15H2O, ZrO(NO3)2.xH2O 등의 지르코늄 수화물만을 재결정화시킨 것으로부터 얻을 수 있으며 이 지르코늄염 수용액으로부터 입자미세구조를 효과적으로 제어하여 산화지르코늄 및 안정화 지르코니아 분말제조가 가능하다. 안정화 지르코니아 분말은 ZrO2와 안정화산화물의 고용을위하여 가열처리를 필요로 하며 일정온도에서 최적상태로 숙성하므로서 2가지 상(phase) 이상의 고용체를 가지게 된다. 안정화 지르코니아 분말은 고용처리온도를 낮추고 효과적으로 생성시키기 위해서는 지르코늄 및 안정화제염을 혼합하고 습식 직접합성하여 저온에서 고용체의 합해진상 영역을 생성시키는 것이다. 이는 지르코니아 원료분말의 미세구조를 제어하므로서 가능하며 이때 화학성분조성과 크기형태가 균일하게 분포된 입자분말을 얻을 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제3권1호
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• pp.37-44
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• 1993

수열반응법으로 합성한 칼시아 안정화 지르코니아 분말을 $1200^{\circ}C~1400^{\circ}C$의 온도에서 소결시켜 Ca-TZP 세라믹스를 제조한 후 소결체의 물성과 $250^{\circ}C$에서의 등온 상전이 거동을 고찰하였다. 그 결과 소결밀도가 약 97%이고 평균 입자크기가 $0.1~0.25{\mu}m$인 미세한 구조의 정방정상 지르코니아 다결정체(Ca-TZP) 세라믹스를 제조할 수 있었다. 이러한 Ca-TZP 세라믹스는 종래의 Y-TZP 세라믹스에 비햐여 열안정성이 매우 우수하였다.

• 한국재료학회지
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• 제19권8호
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• pp.412-416
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• 2009

In this study, 3 mol% yttria-tetragonal zirconia polycrystal (3Y-TZP) nanoparticles were synthesized by the glycothermal method under various reaction temperatures and times. The co-precipitated precursor of 3Y-TZP was prepared by adding $NH_4OH$ to starting solutions, and then the mixtures were placed in an autoclave reactor. Tetragonal yttria-doped zirconia nanoparticles were afforded through a glycothermal reaction at a temperature as low as $220^{\circ}C$, using co-precipitated gels of $ZrCl_4$ and $YCl_3{\cdot}6H_2O$ as precursors and 1,4-butanediol as the solvent. The synthesized 3Y-TZP particles were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), transmission electron microscopy (TEM), and Raman spectroscopy. The 3Y-TZP particles have a stable tetragonal phase only at glycothermal temperatures above $200^{\circ}C$. To investigate phase transition, the 3Y-TZP particles were heat treated from 400 to $1400^{\circ}C$ for 2 h. Raman analysis indicated that, after heat treatment, the tetragonal phase of the 3Y-TZP particles remained stable. The results of this study, therefore, suggest that 3Y-TZP powders can be prepared by the glycothermal method.

• 구강회복응용과학지
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• 제37권4호
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• pp.177-185
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• 2021

기존의 3 mol%의 이트라아(Y₂O₃)로 안정화된 정방정 지르코니아(3 mol% yttria stabilized tetragonal zirconia polycrystal, 3Y-TZP) 뿐만 아니라 이트리아 함량이 증가된 반투명 지르코니아(translucent zirconia)를 이용한 단일구조 지르코니아 보철물의 사용이 증가하면서 치과용 지르코니아의 광학적 성질에 영향을 미치는 요소에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 이트리아 함량, 보철물 두께, 소결과정, 연마 및 광택소성 그리고 치과용 시멘트 등과 같은 치과기공실 및 진료실 과정의 처리 방법에 따라 치과용 지르코니아의 광학적 효과가 다르게 나타난다. 이트리아 농도의 증가는 반투명도의 개선과 동시에 차폐효과의 감소를 유발할 수 있으며 수복물 두께가 증가할수록 반투명도는 감소하지만 지르코니아 블록의 물성에 따라 요구되는 두께가 다르므로 주의해야 한다. 고속소결 방식은 제작시간을 단축시키나 경우에 따라 보철물의 반투명도가 감소할 수 있다. 지르코니아의 표면거칠기 및 광택소성 처리에 따라 광학적 결과도 영향을 받을 수 있다. 적절한 유색 시멘트의 사용은 지르코니아의 차폐효과에 도움이 되어 보다 자연스러운 보철치료가 가능하다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제10권4호
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• pp.259-264
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• 2018

PURPOSE. The purpose of this study was to evaluate the effect of the zirconia surface architecturing technique (ZSAT) on the bond strength between veneering porcelain and zirconia ceramic. MATERIALS AND METHODS. 20 sintered zirconia ceramic specimens were used to determine the optimal surface treatment time, and were randomly divided into 4 groups based on treatment times of 0, 1, 2, and 3 hours. After etching with a special solution, the surface was observed under scanning electron microscope, and then the porcelain was veneered for scratch testing. Sixty 3 mol% yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal ceramic blocks were used for tensile strength testing; 30 of these blocks were surface treated and the rest were not. Statistical analysis was performed using ANOVA, the Tukey post-hoc test, and independent t-test, and the level of significance was set at ${\alpha}=.05$. RESULTS. The surface treatment of the zirconia using ZSAT increased the surface roughness, and tensile strength test results showed that the ZSAT group significantly increased the bond strength between zirconia and veneering porcelain compared to the untreated group (36 MPa vs. 30 MPa). Optimal etching time was determined to be 2 hours based on the scratch test results. CONCLUSION. ZSAT increases the surface roughness of zirconia, and this might contribute to the increased interfacial bond strength between zirconia and veneering porcelain.