| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 가을 (11/06 ~ 11/08, 제주롯데호텔) |
| 권호 | 19권 2호 |
| 발표분야 | D. 바이오재료(Biomaterials) |
| 제목 | Ti-Nb-Zr 생체재료의 기공의 크기 및 분포에 미치는 Space holder powder 크기와 량의 영향 |
| 초록 | 생체재료 중 Ti과 Ti 합금은 낮은 밀도, 내부식성과 생체적합성 등이 우수하여 생체재료 분야에 널리 사용되고 있다. 그러나 상용재인 Ti-6Al-4V ELI 합금은 코팅층이 상용중 박리시 모합금이 생체에 노출 되고 이 경우 합금 조성원소인 Al과 V이 독성이 띄고 있어 장기를 손상시킨다는 단점과 아울러 이 합금은 탄성계수가 높아(120GPa) 인체의 뼈의 탄성계수(20-30GPa)에 높은 탄성계수를 가지고 있어 응력차폐현상이 일어나게 된다. 이러한 문제점들을 극복하기 위하여 Nb, Zr, Ta, Sn 등과 같은 무독성 원소를 가지면서 탄성계수가 낮은 Ti계 합금들이 개발되고 있다. 본 연구에서는 낮은 탄성계수를 갖는 생체재료를 개발하기 위하여 Space holder (지지체)를 이용한 다공성 Ti-Nb-Zr 합금을 제조하고자 한다. 기공의 크기와 분포는 지지체의 종류, 크기 및 량에 1차적인 영향을 받으며 아울러 제조공정에도 영향을 받게 된다. 따라서 본 연구에서는 Ti-Nb-Zr 합금 분말에 지지체로서 NH4HCO3와 기공형성원소인 TiH2를 소량 첨가하였다. Ti-Nb-Zr 합금분말을 24시간 믹싱 및 고속밀링(4, 8h) 후 NH4HCO3 와TiH2 첨가하여 한 시간 믹싱하였다. 이후 무압 급속소결 방법으로 건전한 저탄성인 β-Ti상을 갖는 다공질 Ti-Nb-Zr 복합재료를 제조하였으며, 지지체의 크기 및 량에 따라 기공의 크기 분포 등이 변화를 조사하였으며 아울러 소결한 다공질 합금의 상대밀도를 측정한 결과 58% 정도의 값을 얻을 수 있었고, 광학현미경, SEM 등을 통해서 미세조직과 기공을 관찰하였다. Images와 pore size analysis을 이용하여 기공의 크기, 분포 등을 관찰한 결과 약 120~200μm의 크기의 기공들이 균일하게 분포되어 있는 것을 알 수 있었다. |
| 저자 | 김동건, 우기도, 김대영, 강동수, 이택 |
| 소속 | 전북대 |
| 키워드 | Biomaterial; Titanium alloy; Space holder; Spark plasma sintering; HEMM |
