| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2006년 봄 (05/19 ~ 05/20, 경상대학교 ) |
| 권호 |
12권 1호 |
| 발표분야 |
나노 및 생체재료 |
| 제목 |
생체의학 임플랜트재료로서 Ti-Nb계 합금분말 및 합금의 개발 (Development of Ti-Nb System Alloys Powder and Alloys for Implant Biomedical Materials) |
| 초록 |
영율이 뼈(10-30GPa)와 큰 차이가 있으며 독성이 나타나는 생체 임플랜트 재료로 현재 사용되고 있는 Ti-6Al-4V합금의 대체합금의 개발의 필요하며 이들 대체합금으로서 Ti-Nb-(Sn), Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta-Zr 등의 합금이 연구되고 있다. 최근 영율이 50GPa까지 낮고 독성이 적은 Ti-Nb-Sn합금을 제조하였다. 이들 합금은 모두 정밀주조로 개발한 Ti계합금이다. 정밀주조방법이 아닌 분말 야금으로 제조가 가능하다면 소량생산이 가능하고 진공고주파 용해로와 같은 장비의 설치가 필요 없어 저가로 생체재료를 제조할 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 mechanical milling으로 제조한 Ti-Nb합금 분말을 이용하여 Ti-6Al-4V합금의 대체합금을 제조하고자 하였다. β-Ti합금 조성으로 알려진 Ti-42wt%Nb 합금분말을 섞어 high energy ball mill로 밀링한다. Milling후 분말의 크기는 수-수십 μm 크기의 합금분말을 제조할 수 있었으며 SPS(Spark plasma sintering)으로 800-1000℃로 소결하여 합금을 제조하였다. 소결 후 조직은 소결 온도에 따라 변화되었으며 1000℃에서는 액상소결에 의한 응고조직이 나타났다. 소결시 Nb은 편석이 일어나는 것을 알 수 있었으며 β 단상이 아닌 Nb-rich상과 Nb-poor상이 혼합된 상태로 나타나고 있다. 이와같은 이유는 분말의 제조 후 소결과정에 산소의 유입에 의한 Ti합금 분말의 산화에 의하여 두상이 공존한 것으로 사료된다. 밀링한 재료와 mixing한 분말의 소결재의 경도를 측정한 결과 Nb-rich상의 경도가 높고 4시간 밀링한 분말의 소결재가 mixing한 소결재보다 2배이상 높은 경도를 나타내고 있다. |
| 저자 |
우기도1, 이현범1, 손인진1, 김인용1, Deliang Zhang2, 강황진3
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| 소속 |
1전북대, 2Dept. of Materials and Process Engineering, 3The Univ. of Waikato |
| 키워드 |
생체의학 임플란트재료; Ti-Nb합금; 분말야금; mechanical milling; 소결
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