| 초록 |
Ti에서 O는 강력한 α상 안정화 원소로서 취성을 증가시키는 것으로 알려져 있으나, 고용강화 효과가 뛰어나기 때문에 최근 생체재료용 준안정 β-Ti합금에서 O의 역할에 대한 연구가 주목받고 있다. 본 연구에서는 Ti-xNb-yO계 (x=24~30at.%, y=0~0.8at.%)에서 Nb 및 O의 함량에 따른 β상의 안정성 및 기계적 성질을 분석하였다. Ti 및 Nb은 각각 99.99% 및 99.9%의 순금속을 사용하였고, O의 양은 99%의 TiO2 anatase로 조절하였다. 실험합금은 진공아크용해 장치로 용해하고 1000℃로 가열 후 얼음물에 급냉하여 준비하였고, 광학현미경으로 미세조직을 관찰하고 X선 회절 분석으로 이에 대한 상분석 및 격자상수를 측정하였다. 또한 공명진동법으로 탄성계수를 측정하고 인장시험을 통해 기계적 성질을 평가하였다.Ti-Nb합금에 산소의 첨가는 고용강화에 의해 강도와 탄성계수를 모두 증가시킨다. 미세조직은 Nb 및 산소함량에 크게 영향을 받는다. 산소를 첨가하지 않은 Ti-Nb 2원계 합금의 경우 ~30at.%Nb에서는 α″(orthorhombic) 마르텐사이트 조직이 관찰되며, 산소의 첨가량이 증가함에 따라 α″의 양이 급격히 감소하였다. 이는 산소의 첨가에 의해 마르텐사이트 변태온도를 낮아지며 결과적으로 급냉 시 β상을 안정화하는 것으로 사료된다. |
