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글레이징 처리가 리튬 디실리케이트 글라스 세라믹의 강도에 미치는 영향

Effect of Glazing Treatment on the Strength of Lithium Disilicate Glass Ceramics

  • 심재훈 (Sim, JaeHoon, 강릉원주대하교 일반대학원)

초록/요약 도움말

Introduction: Glass ceramic is an aesthetic and biocompatible material strengthened by partial crystallization for dental all-ceramic restoration. In this study, the relationship between glazing treatment and flexural strength of lithium disilicate glass ceramic was investigated. Materials and Methods: The commercial lithium disilicate glass ceramic blocks were cut to size and polished with abrasive papers and diamond paste. The specimens were prepared by crystallization according to the manufacture’s instruction and divided into three groups. The first group was over-glazed with glazing paste and liquid, the second group was self-glazed without glazing paste and liquid at a normal over-glazing temperature, and the third group was kept as untreated control group. The flexural test was carried out on the universal testing machine with a three point flexural fixture. The failed specimens were examined by scanning electron microscope(SEM) and the distribution of elements was analyzed by energy dispersive spectroscopy(EDS). Results and Discussion: The results showed that the over-glazed group had lower flexural strength than self-glazed group or untreated group. There was no significant difference in the flexural strength between self-glazed group and untreated group. In the case of flexural test of over-glazed specimen, tensile stress is concentrated on the glaze layer at the bottom. Since that the flexural strength of glaze layer is lower than that of crystallized glass ceramic, the initiation of crack on over-glazed specimen is easier than that of other group specimen. The crack initiated in the glaze layer is propagated into the glass ceramic and affects the fracture toughness of entire specimen. The bubbles and micro-cracks distributed in the glaze layer were observed with scanning electron microscope(SEM). The bubbles generated during the over-glazing process seem to act as defects and play a role for initiation and propagation of cracks. A mixed layer formed by migration of elements between glaze layer and glass ceramic was detected by energy dispersive spectroscopy(EDS). Considering that the glass ceramic is strengthened by partial crystallization, the change in its chemical composition seem to affect the flexural strength. Keyword: Glazing, Lithium Disilicate, Glass Ceramic, Flexural Strength

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초록/요약 도움말

서론: 글라스 세라믹은 부분적인 결정화에 의해서 강도를 향상시킨 올세라믹 수복 재료로서 우수한 강도는 물론 심미성과 생체적합성을 갖는다. 본 연구에서는 글라스 세라믹 재료의 취성으로 인한 파절 가능성과 관련하여 임상적으로 널리 사용되고 있는 리튬 디실리케이트 글라스 세라믹을 대상으로 표면의 글레이징 처리 유무와 굽힘 강도의 관련성을 조사하였다. 재료 및 방법: 리튬 디실리케이트 글라스 세라믹 불럭을 규격에 맞추어 절단한 후 연마지와 다이아몬드 페이스트를 사용하여 습식 연마와 고광택 연마를 실시하였다. 시편은 제조사의 지시 사항에 따라서 결정화 처리를 하였고 미처리, 자가 글레이징, 글레이징 3그룹으로 구분하였다. 미처리 그룹은 대조군으로서 연마 처리만 한 상태이며 자가 글레이징 그룹은 연마 후 일반적인 글레이징 소성온도에서 자가 글레이징을 실시하였고 글레이징 그룹은 연마 후 한쪽 면에 글레이징액과 페이스트를 혼합하여 글레이징 처리를 하였다. 최종 시편은 37°C 증류수에서 48시간동안 보관하였고 초음파 세척 후 3점 굽힘 시험을 실시하였다. 파절된 시편은 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였고 에너지 분산형 분광 분석법(EDS)으로 내부의 성분 분포를 조사하였다. 결과 및 고찰: 3점 굽힘 시험 결과 3종류의 리튬 디실리케이트 글라스 세라믹 재료 모두 글레이징 그룹이 미처리 그룹과 자가 글레이징 그룹에 비해서 유의하게 낮은 굽힘 강도를 보였다. 미처리 그룹과 자가 글레이징 그룹은 유사한 굽힘 강도를 보였다. 글레이징 그룹의 경우에는 3점 굽힘 시험의 구조 상 인장 응력이 집중되는 하부의 글레이징 층에서 균열이 처음 시작되고 융착되어 있는 글라스 세라믹으로 직접 연결됨으로써 파절을 가속화시키게 된다. 글레이징 층의 강도가 강화된 글라스 세라믹에 비해서 상대적으로 낮은 점을 고려할 때 표면 글레이징 층에서의 쉬운 균열 발생이 시편 전체의 파절 저항성을 약화시키는 것으로 판단된다. 파절된 시편의 주사전자현미경(SEM) 관찰 결과 글레이징 층 내부에서는 다수의 기포와 함께 기포에 연결된 미세 균열이 관찰되었다. 즉 글레이징 처리 시 생성된 기포는 일종의 결함으로 작용하여 균열의 생성과 진행에 역할을 하는 것으로 보인다. 한편 에너지 분산형 분광 분석(EDS)에서는 글레이징 층과 글라스 세라믹 경계부에서 성분 이동에 의해서 형성된 혼합층이 관찰되었다. 혼합에 따른 글라스 세라믹의 성분 변화는 결정화 처리에 의해서 재료학적으로 강화된 물성에 변화를 일으킴으로써 굽힘 강도 약화에 영향을 미치는 것으로 보인다. 주제어: 글레이징, 리튬디실리케이트, 글라스 세라믹, 굽힘 강도

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목차 도움말

Ⅰ. 서론 1page

Ⅱ. 재료 및 방법 4page

1. 시 편 제 작 4page

2. 3점굽힘시험 4page

3. SEM/EDS 분석 5page

4. 통계처리 5page

Ⅲ. 결과 8page

1. 3점굽힘시험 8page

2. SEM/EDS 분석 8page

Ⅳ. 고찰 23page

Ⅴ. 결론 25page

참고문헌 26page

국문초록 29page

Abstract 31page



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