• 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.

• 대한치과교정학회지
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• 제28권2호
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• pp.329-341
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• 1998

간염이나 AIDS의 영향으로 멸균에 대한 관심이 높아지고 있으며, 교정 진료실에서도 교정용 플라이어의 멸균이 필요하게 되었다. 제조회사에서는 멸균 과정의 열이 교정용 플라이어에서의 야금학적 변화를 야기하지 않는다고 하지만 교정치과의사들은 가압 증기 멸균기나 대류식 건열 멸균기를 이용하여 반복적으로 멸균을 시행한 경우에 ligature cutter의 날이 쉽게 무디어져서 ligature cutter의 수명이 짧아진다는 것을 임상적 경험으로 알고 있다. 본 연구는 멸균과정이 교정용 플라이어의 물성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 시행되었다. 본 연구에 사용된 교정용 플라이어는 멸균 과정을 견딜 수 있도록 개발했다고 주장하는 AEZ, Unitek과 Dentronix ligature cutter이었고, 멸균기는 대류식 건열 멸균기인 Bowmar RHT-1000과 Dentronix DDS-5000와 가압 증기 멸균기 인 Eschmann SES-2000이었다. 멸균하기 전과 200회와 400회 멸균한 후의 ligature cutter의 날 부위의 표면과 파단면의 상태는 주사 저자 현미경으로, 미세 조직은 광학 현미경으로 관찰하고, micro-Vickers와 Rockwell 경도 시험기로 경도를 측정하고, SEM-EDX로 조성 분석을 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 주사 전자 현미경을 이용한 교정용 플라이어의 날 부위의 표면과 파단면의 관찰에 의하면 멸균 횟수의 증가에 따라서 표면 조직에서 검은 반점 형태의 부식 생성물의 수와 크기가 증가하는 경향이 있었으며 파단면의 관찰에서도 멸균 횟수의 증가에 따라서 전형적인 취성 파면인 벽개면의 분포율이 증가하는 경향이 있었다. 이러한 부식 현상과 금속 조직의 취성화로 기계적 특성이 저하될 것으로 사료되었다. 2. 광학 현미경을 이용한 미세 조직 사진의 관찰에서도 멸균 횟수의 증가에 따라서 Cr계 탄화물의 수와 크기가 증가하는 경향이 있었다. 이러한 금속 조직의 조대화에 따라서 기계적 특성이 저하된 것으로 생각되었다. 3. 교정용 플라이어의 날 부위의 경도는 멸균 횟수의 증가에 따라서 감소되었는데 경도의 감소는 멸균에 의한 부식생성물과 표면 조직의 변화에 따른 것으로 생각되었다. 4. SEM-EDX를 이용한 조성 분석의 결과에 의하면 AEZ과 Unitek ligature cutter는 Fe-Cr계 stainless steel이었고, Dentronix ligature cutter는 Co-Cr계 합금이었는데, 제조 회사에 따라서 금속의 조성은 달랐지만 멸균 전후의 비교에서는 큰 차이가 없었다. 5. 반복적으로 멸균을 하면서 실제 임상에서 사용한 교정용 플라이어의 날의 표면 조직을 주사 전자 현미경으로 관찰한 결과, 미세 균열을 발견할 수 있었다.

• 한국주조공학회지
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• 제38권5호
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• pp.103-110
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• 2018

코발트기 주조용 초내열합금 X45를 이용하여 다양한 형태의 열처리에 따른 미세조직과 기계적 특성의 변화에 대하여 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 합금의 응고 시 결정립계와 수지상간 경계를 따라 Cr이 다량 함유된 조대한 $M_{23}C_6$ 탄화물과 W과 Co의 함량이 높은 $M_6C$ 탄화물이 형성되어 있었고, $1274^{\circ}C$에서 용체화 처리하면 대부분의 탄화물이 용해되었다. $1150^{\circ}C$에서의 용체화 처리 동안 일부 결정립계 탄화물이 용해되지만 공정탄화물 근처에서 새로운 탄화물의 석출이 일어났다. $927^{\circ}C$와 $982^{\circ}C$에서 시효처리만 했을 때 용체화 처리 후 시효처리 한 시편 보다 공정 탄화물 근처에서 석출되는 탄화물의 양이 많았고, 크기가 작았다. 2) $1150^{\circ}C$에서 용체화 처리한 후 시효처리 하면 경도의 증가가 뚜렷하지 않으며, $927^{\circ}C$와 $982^{\circ}C$에서 시효처리만 했을 때 다량의 매우 미세한 탄화물의 석출에 의하여 경도의 증가 폭이 더 컸다. 상온 항복강도는 $927^{\circ}C$에서 시효처리 했을 때 가장 컸지만 인장강도와 연신율은 $982^{\circ}C$에서 12시간 시효처리 했을 때 가장 컸다. 고온 크리프 특성은 $982^{\circ}C$에서 12시간 시효처리 했을 때 가장 우수하였다. 3) 장시간 고온 노출 되는 동안 탄화물의 석출과 성장이 일어났고, 8000시간 고온에서 노출시킨 시편에서는 수지상 중심부에도 탄화물이 석출되어 크리프 파단 수명이 증가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.452-452
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• 2014

블랑켓 일차벽이나 디버터와 같은 핵융합로 플라즈마 대향부품은 플라즈마로부터 입사되는 중성자 및 입자들을 차폐하여 구조물을 보호하고, 발생열을 에너지로 변환하기 위해 냉각재를 활용한 열제거 기능을 담당한다. 특히, 고속중성자와 입사 열부하 및 여러 입자들로부터 블랑켓 및 내부 구조물을 보호하기 위해 차폐체와 구조물로 구성된다. 세계적으로 차폐체로서는 텅스텐 혹은 텅스텐 합금, 구조물용 재료로는 저방사화 Ferritic Martensitic (FM) 강이 유력한 후보재료로 개발, 연구 중에 있다. 국내에서는 국제핵융합로(ITER) 사업을 통해 고온등방가압(HIP, Hot Isostatic Pressing)을 이용한 이종금속간 접합기술과 한국형 저방사화 고온구조재료인 ARAA (Advanced Reduced Activation Alloy)가 개발되고 있으며, 이를 활용한 설계, 접합법 개발, 제작목업의 건전성 평가 등이 수행되고 있다. 한국원자력연구원에서는 핵융합 기초사업의 일환으로 전북대와 공동으로 수행 중인 건전성 평가체계 개발을 위해, 기 개발된 접합법을 활용한 $45mm(H){\times}45mm(W){\times}2mm(T)$의 W/FM강 목업을 제작한 바 있으며, 이를 국내 구축된 고열부하 시험 장비인 KoHLT-EB (Electron Beam)를 활용한 고열부하 인가 건전성 평가시험을 준비 중에 있다. 이종금속간 접합 특성은 기계적 평가를 위한 파괴시험을 통해 검증, 이를 활용한 목업이 제작되었으며, 제작된 목업에 대한 초음파를 이용한 접합면의 비파괴 검사를 통해 결함이 없음을 확인하였다. 최종적으로 실제 사용되는 핵융합 운전조건과 유사 혹은 가혹한 조건에서 고열부하를 인가하여, 그 건전성을 평가가 이루어질 것이다. 고열부하 시험을 위해서는 냉각조건, 인가 열부하, 수명평가를 통한 반복 고열부하 인가 횟수 등이 사전에 결정되어야 한다. 이를 위해 상업용 열수력, 구조해석 코드인 ANSYS-CFX와 -mechanical을 이용한 시험조건 모의 및 수명 평가가 수행되었다. 구축 장비의 냉각계통을 고려하여 냉각수의 온도 및 속도는 $25^{\circ}C$, 0.15 kg/sec로, 열부하는 0.5 및 $1.0MW/m^2$에 대해 모의를 수행하였다. 정상상태 시 텅스텐의 최대 온도는 각 열부하 조건에 따라 $285.3^{\circ}C$와 $546.8^{\circ}C$였으며, 이에 도달하는 시간을 구하기 위해 천이해석을 수행하였고, 이를 통해 30초에 최대온도 95 %이상의 정상상태 온도에 도달함을 확인하였다. 또한, 목업의 초기 온도에 도달하는 냉각시간도 동일한 천이해석을 통해 30초로 가능함을 확인하였고, 최종 시험 조건을 30초 가열, 30초 냉각으로 결정하였다. 결정된 반복 열부하 인가 조건에서 이종금속 접합체가 받는 다른 열팽창 정도에 따른 응력을 계산하여 목업의 수명을 도출하였고, 이를 시험해야 할 반복 횟수로 결정하였다. 각 열부하 조건에 따른 온도조건을 ANSYS-mechanical 코드를 활용하여 열팽창과 이에 따른 접합면의 응력분포로 계산하였다. 0.5 및 $1.0MW/m^2$에 대해, 목업이 받는 최대 응력은 334.3 MPa와 588.0 MPa 였으며, 이 때 텅스텐과 FM강이 받는 strain을 도출하여 물성치로 알려진 cycle to failure 값을 도출하였다. 열부하에서 예상되는 수명은 0.5 및 $1.0MW/m^2$에 대해, 100,000 사이클 이상과 2,655 사이클로 계산되었으며, 시간적 제약을 고려 최종 평가는 $1.0MW/m^2$에 대해, 3,000사이클 정도의 실험을 통해 그 수명까지 접합건전성이 유지되는 지 실험을 통해 평가할 예정이다.

• 한국재료학회지
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• 제11권3호
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• pp.171-177
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• 2001

급냉응고방식으로 제조한 비정질 Z $r_{62-x}$N $i_{10}$C $u_{20}$A $l_{8}$ $Ti_{x}$ (x=3, 6, 9at%) 합금을 사용하여 열적, 기계적 성질을 조사하였다. 시효온도에 따른 결정화 거동은 Ti 3at%에서는 비정질$\longrightarrow$비정질+Z $r_2$A $l_3$+Zr+(Ni,Ti)$\longrightarrow$Z $r_2$Cu+Al+(Ni,Ti)의 결정화 거동을 나타내었으며, Ti 6at%에서는 비정질$\longrightarrow$비정질+Al$\longrightarrow$A $l_2$Ti+NiZr+CuTi, Ti 9at%에서는 비정질$\longrightarrow$비정질+Zr+Al$\longrightarrow$Zr+A $l_2$Zr+Al $Ti_3$+CuTi의 결정화 거동을 보였다. 시효온도가 증가할수록 비정질 모상에 석출상의 체적율( $V_{f}$ )이 증가하고 그에 따라 비커스 경도 ( $H_{v}$ )간이 증가하였다. 파괴인장강도($\sigma_{f}$ )는 $V_{f}$ 의 증가에 따라 증가하다가 Z $r_{59}$A $l_{10}$N $i_{20}$C $u_{8}$ $Ti_3$은 $V_{f}$ =38%에서 1219MPa의 최대값을 보이고, Z $r_{56}$A $l_{10}$N $i_{20}$C $u_{8}$ $Ti_{6}$은 $V_{f}$ =2%에서 1203MPa의 최대값을 보이고, Z $r_{53}$A $l_{10}$N $i_{20}$C $u_{8}$ $Ti_{9}$ $V_{f}$ =5%에서 1350MPa의 최대값을 나타낸 후 그 이상의 $V_{f}$ 에서는 급격히 감소하였다. $\sigma_{f}$ 가 급격히 감소하는 $V_{f}$ 와 연성 파면에서 취성파면으로 천이되는 $V_{f}$ 가 일치하였다.f/가 일치하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권1호
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• pp.46-52
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• 2009

연구목적: 최근 임플란트 상부보철물의 주재료로서 티타늄의 수요가 증가하고 있고, 급속도로 발전하고 있는 CAD/CAM (computer - aided design/computer-aided manufacturing) 기술이 접목되어 티타늄을 절삭하여 제작하는 방법이 주목을 받고 있으며 치과 임상에서 점점 그 영역이 넓어지고 있다. 다만, 하나의 티타늄괴를 절삭하여 만드는 방법의 특성상 기계적 유지력을 얻을 수 있는 비드 등을 형성할 수 없고, 통상적인 재료인 금 합금이나 도재용 합금 주조체에 비해 도재와의 결합력도 떨어지는 것이 보완해야 할 점으로 지적되고 있다. 이에 본 연구는 절삭형 티타늄을 이용한 보철물 제작에 많이 사용되고 있는 열중합 의치상 레진, 간접 복합 레진, 도재와 Grade II 순수 티타늄 사이의 결합 강도를 비교 평가해 보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 지름 9 mm, 높이 10 mm의 Grade II 순수 티타늄 원통형 시편 37개를 3군으로 나누어 각각 직경 7 mm, 높이 1 mm의 열중합 의치상 레진 (Lucitone 199, DENTSPLY Trubyte, York, USA), 간접 복합 레진 (Sinfony, 3M ESPE, Seefeld, Germany), 도재 (Triceram, Dentaurum, Ispringen, Germany)와 결합시켰다. 시편은 $5-55^{\circ}C$에서 1000회 열순환 처리 후, 범용 시험기 (Instron, Universal Testing Machine, Model 4465, USA)를 이용하여 1 mm/min의 속도로 하중을 가하여 전단결합강도를 측정하였다. 파절된 단면의 양상을 관찰하고 각 군별 파절양상을 조사하였다. 측정값은 one-way ANOVA와 Scheffe's multiple range test (${\alpha}=0.05$)로 분석하였다. 결과: 열중합 의치상 레진인 Lucitone 199 ($17.82{\pm}5.13\;MPa$)의 결합 강도가 가장 높았으며, 도재인 Triceram ($12.97{\pm}2.11\;MPa$), 복합레진인 Sinfony ($6.00{\pm}1.31\;MPa$) 순으로 감소하였다. Lucitone 199와 Sinfony 군의 파절 양상은 대부분이 부착성 파절인 데에 반해 Triceram 군에서는 복합성 파절이 많았다. 결론: CAD/CAM을 이용한 절삭형 티타늄 구조물 상방에 전장용 심미 재료로는 열중합형 의치상 레진이 가장 강한 결합 강도를 보인다. 기존의 주조체의 유지구 등에서 얻는 강도에 비해 약하고, 부착성 파절이 많은 점 등은 향후 이들 재료와 티타늄간의 결합력을 높이기 위한 보다 많은 연구가 이루어져야 할 것을 시사한다.

• 대한치과교정학회지
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• 제30권6호
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• pp.731-738
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• 2000

본 연구의 목적은 재생된 니켈-티타늄 호선의 3점 굴곡물성의 변화를 조사하여, 임상적으로 니켈-티타늄 호선을 재생하여 사용하는 것이 타당한지를 알아보는 것이다. 4종의 니켈-티타늄 호선(Align, NiTi, Optimallo, Sentalloy)을 처리전(T0: 대조군)과 인공타액에 4주간 처리한 군(T1), 그리고 인공타액 처리 후 가압증기 멸균소독한 군(T2)으로 구분하여 3점 굴곡실험을 하였다. 3mm 변형시의 loading force, unloading force, hysteresis와 1mm 변형시의 loading, unloading force, stress hysteresis의 변화를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Align은 재생 (T2)후에 3mm 변형시의 loading force, unloding force가 통계적으로 유의성 있게 증가하였다(loading force: p,0.05, unloading force:p<0.01). NiTi, Optimmalloy, Sentalloy에서는 통계적으로 유의성 있는 차이가 보이지 않았다. 2. Align은 재생(T2)후에 hysteresis가 통계적으로 유의성 있게 감소하였다(p<0.01). NiTi, Optimmalloy, Sentalloy에서는 통계적으로 유의성있는 차이가 보이지 않았다. 3. 모든 호선에서 1mm 변형시의 loading force는 재생(T2)후에 통계적으로 유의성있는 차이를 보이지 않았다. 4. Align은 재생(T2)후에 1mm 변형시의 unloading force가 통계적으로 유의성있게 증가하였다(p<0.05). NiTi, Optimmalloy, Sentalloy에서는 통계적으로 유의성있는 차이가 보이지 않았다. 5. Align의 loading force와 unloading force는 T1과 T0는 통계적으로 유의한 차이가 없었으며, T2와 T0사이에 유의성 있는 차이가 있었다(각각 p<0.05, p<0.01). 6. Align은 T1에서 pseudoelasticity가 감소하고, T2에서는 pseudoplasticity와 pseudoelasticity가 감소하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제31권2호
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• pp.271-300
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• 1993

The purpose of this study was to analyze the stress distribution at supporting bone according to the types of connection modality between implant and tooth in the superstrcture. This investigation evaluated the stress patterns in a photoelastic model produced by three different types of dental implants such as Branemark, Steri-Oss, IMZ and resin tooth using the techniques of quasi three dimensional photoelasticity. The teeth-supported bridge had a first molar pontic supported by second premolar and second molar as a control group. The implant and toothsupported bridge had a first molar pontic supported by second premolar and implant posterior retainer as an experimental group. Prostheses were mechanically connected to an adjacent second premolar by the rigid of nonrigid connection, Nonrigid connection used an attachment placed between the tooth-supported and fixture-supported component. The female(keyway) of attachment was placed on the distal end of the retainer supported by the tooth ; the male(Key) of attachment connected to the osseointegrated bridge was engaged into the keyway. All prostheses were casted in the same nonprecious alloy and were cemented and screwed on their respective abutments and implants. 16㎏ of vertical loads on central fossae of second premolar, first molar pontic, implant of second molar were applied respectively and 6.5㎏ of inclined load on middle buccal surface of first molar pontic was applied. The results were as follows : 1. Under the vertical load on the central fossa of first mloar pontic, the stress developed at the apex of tooth of implat was more uniformly distributed in the case of nonrigid connection than in the case of rigid connection. 2. Under the vertical load on the central fossa of first molar pontic, the stress developed around the cervical area of tooth of implant was larger in the case of rigid connection than in the case of nonrigid connection because the bending moment was more occured in the case of rigid connection than in the case of nonrigid connection. 3. Stress was more restricted to the loaded side of nonrigid connection than to that of rigid connection 4. Under the inclined load. The set screw loosening of implant was more easily occured in the case of nonrigid connection than in the case of rigid connection due to torque moment. 5. In the case of Branemark implant, the stress concentration in second premolar was larger and the stress developed around the cervical area of implant was lower than any other cases under the vertical load, because Branemark implant with the flexible gold screw was showed in incline toward second premolar by a bending moment. 6. The stress developed around the apex of tooth or implant was more uniformly distributed in the case of Steri-Oss implant with stiff screw than in the case of Branemark implant under the vertical load. But, the stress developed around the cervical area of the Steri-Oss implant was larger than that of any other implants because bending moment was occured by vertical migration of second premolar. 7. The stress distribution in the case of IMZ implant was similar to the case of natural teeth under small vertical load. But, the residual stress around the implant was showed to occurdue to deformation of IMC and sinking of screw under larger vertical load.

• 대한방사선치료학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-9
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• 2003

I. 목적 MLC의 단점인 조사영역경계의 요동현상이나, 반음영의 크기를 감소시킬 수 있는 HD270 MLC에 관한 소개와 유용성에 대해 평가하였다. II 대상 및 방법 HD-270 MLC는 PRIMUS(Siemens)의 치료테이블(ZXT) 과 다엽콜리메이터(3D MLC)를 leafs면에 수직방향으로 이동시킴으로써 유효반음영과 조사영역 경계의 요동을 감소시킨다. HD-270 MLC의 효율성과 적당한 resolution을 결정하기 위해 field edge angle(Y축과 이루는 각)이 0도에서 75도까지 15도의 간격으로 된 다각형의 field를 만들고 resolution은 5mm, 3mm, 2mm로 각각의 HD-270 group을 만들어 Siemens사 선형가속기(PRIMUS)의 6MV 광자선을 사용하여 solid phantom에서 SAD 100cm, depth 1.5cm으로 X-Omat film(Kodak)에 60MU로 조사하였다. 조사된 film은 Lumiscan75(LUMISYS)로 스캔해서 RIT113(Radiological Imaging Technology Inc. USA)으로 분석하여 유효반음영과 조사영역 경계의 요동의 변화를 측정하였다. 그리고 치료테이블 움직임의 정확성을 테스트하기 위해 테이블 위에 50Kg의 인체모형팬텀을 놓고 0.001inch의 정밀도를 가진 dial gauge로 가로, 세로, 수직의 세 직각방향으로 ${\pm}5mm,\;{\pm}4mm,\;{\pm}3mm,\;{\pm}2mm$단계별로 측정하였다 III. 결과 Resolution과 field edge angle이 증가할수록 유효반음영과 조사영역 경계의 요동현상은 증가하였다. 그리고 지멘스 ZXT 치료테이블움직임의 오차범위는 ${\pm}1mm$ 이내로 양호하였다. IV. 결론 최근 많이 사용되어지고 있는 다엽콜리메이터의 문제점들을 보완 할 수 있는 HD-270 MLC를 사용함으로써 MLC의 임상적용범위를 보다 넓힐 수 있을 것이다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권4호
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• pp.424-434
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• 2009

연구목적: 임플란트는 수직교합 하중에는 비교적 잘 견디나 측방하중에 대해서는 약한 역학적 성질을 갖고 있으므로 임플란트의 재료 특성과 기하학적 형태에 따른 응력 분석 연구의 필요성이 제기되고 있다. 연구재료 및 방법: 외부육각구조를 갖는 28개의 임플란트를 7개씩 4군으로 나누어 그 제품에 적합한 UCLA gold abutment를 이용해, 제3형 금합금으로 보철 물을 제작하였고, A군 (3i, FULL $OSSEOTITE^{(R)}$-Implant), B군 (Nobelbiocare, Branemark $System^{(R)}$Mk III Groovy RP), C군 (Neobiotec, $SinusQuick^{(TM)}$ EB), D군 (Osstem, US-II)으로 분류하였다. 고정체와 지대주나사, 지대주를 연결한 후 수직적으로 절단하여 연마한 후 미세경도계를 이용하여 10군데에서 경도측정을 실시하였고, 동적하중 피로시험기를 이용하여 60-600 N범위로 파절시까지 동적 하중을 가하였다. 주사전자현미경을 이용하여 지대주나사 및 고정체의 파절 양상과 파절 위치 등을 관찰하였고, 유한요소분석을 통해 고정체와 지대주 나사에 나타나는 응력 분포와 파절면을 비교 분석하였다. 결과: 1.고정체 경도는 A, B, C, D군에서 각각 245.3, 289.7, 281.3, 300.4 Hv로 D군이 가장 높았고, A군이 가장 낮았다. 지대주 나사의 경도는 A, B, C, D군에서 각각 340.00, 317.62, 306.5, 306.2 Hv로 A군이 가장 높고, D군이 가장 낮았다. 2. 모든 실험군에서 임플란트 고정체의 파절은 응력이 집중되는 고정체 3-4번째 나사산 홈 (valley) 부위 또는 내면의 사공간부와 일치하는 부위에서 발생되었고, 피로수명은 A, B, C, D군에서 각각 31585, 47311, 30141, 105371로 D군이 가장 높았으며, A, B, C군과는 유의한 차이가 있었다(P<.05). 3. 파절양상은 B군과D군에서는 고정체와 나사 모두에서 수직 (longitudinal)파절과 수평 (transverse)파절이 동시에 일어나는 복합 (complex mode) 파절이 관찰 되었고, A와 C군에서는 고정체에서 수평 (transverse mode) 파절만이 관찰되었다. 4. 유한요소분석 결과 인장응력이 가장 높은 고정체 표면부에서 피로 균열이 시발되어 압축응력이 가장 높은 반대편 부위로 피로균열이 전파되었으며, 최대 유효 응력값은 C군이 가장 높았고, B군에서 가장 낮았다. 결론: 피질골 높이와 일치하는 임플란트 고정체 부위에서 최대 인장 주응력이 발생되며, 고정체 사공간부 (dead space)가 최대 인장 주응력이 작용하는 지그 표면과 일치할 때 피로파절이 발생되었다. 따라서 악골에 식립된 임플란트의 신뢰성을 향상시키고 수명을 증대시키기 위해서는 가능한 임플란트 주위의 골소실이 일어나지 않도록 해야 할 것이나 골흡수가 일어나 사공간부 수준까지 진행된다면 임플란트의 파절 빈도가 증가될 수 있으므로 이에 대한 대처가 필요할 것으로 사료된다.