Effect of cooling rate during simulated porcelain firing and post-firing heat treatment on the hardness of Pd–Ag–In-Sn metal-ceramic alloy

Abstract

본연구의 목표는 냉각 속도의 차이가 소성 후 금속-세라믹용 합금의 최종 경도에 미치는 영향과, 소성을 시행한 뒤 추가적인 후열처리가 합금의 최종경도에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 Pd-Ag-In-Sn 합금을 사용하여 도재 상부 구조 없이 두 가지 다른 냉각 속도로 모의 소성을 시행한 후 후열처리 하였다. 모의소성 및 후열처리된 시편은 경도측정, 미세구조 관찰 및 결정구조 분석을 시행하여 경도변화와 관련된 원인을 분석하였다. 실험결과 모의소성시 냉각 속도의 차이는 합금의 최종 경도에 영향을 미쳤으며, 가장 낮은 냉각속도(Stage 3)에서 냉각된 시편은 가장 높은 냉각속도(Stage 0)에서 냉각된 시편에 비해 모든 소성단계에서 더 높은 경도를 나타냈다. 소성 공정 중 냉각 속도의 차이에 관계없이 합금의 경도는 소성 후 시행된 후열처리에 의해 유의하게 증가하였다. 후열처리에 의한 경도상승은 기지에 생성된 미세한 석출상에 기인하였으며, 석출 반응은 Pd-Ag-rich 기지의 (Pd, Ag, Au)3(In, Sn, Zn) 상에 대한 용해한도 감소에 의해 일어났다. 본 연구의 임상적 의의는 금속-세라믹용 합금의 소성후 낮아진 경도를 높이기 위해 낮은 온도에서 후열처리를 시행하는 것이 효과적임을 밝힌 것이다.