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열처리와 등통로각압축 가공으로 생성된 장범위적층규칙상을 갖는 Mg-Zn-Dy-Zr합금의 미세조직과 기계적 성질

전문가 제언: ？전문가 제언？
○ Mg합금은 인간 골격과 유사한 기계적 성질과 우수한 생체친화성 때문에 정형외과용 생 분해형 임플란트로 각광을 받고 있다. 세라믹이나 고분자 재료와 비교하여 금속 Mg합금이 우수한 강도와 파괴인성을 동시에 갖기 때문에 생체재료로 더 적합하다. 또 중요한 것은 분해 생성물이 인체에 용해되고 비 독성이며 뼈가 재생하는 동안 용골세포 수는 줄이고 골아세포의 활동은 증진 시키는 역할을 한다. 이러한 흥미로운 특성 때문에 Mg합금이 생 분해형 생체임플란트로 개발되고 있다.
○ 그러나 이들 Mg생체재료의 가장 큰 문제점은 부식이 빨리되어 강도유지기간이 짧다는 것이다. 이 문제점을 해결하기 위한 방안으로 부식속도가 지연되는 새로운 Mg생체재료개발이 매우 절실하다. 최근 LPSO상이 강도개선과 동시에 내식성도 증대시킨다는 보고가 있다. 그러나 LPSO상의 기계적 특성 개선에 관하여는 많은 연구가 되고 있으나 부식특성관련 연구는 상대적으로 적다.
○ 지난 2003년, 일본인 Suzuki가 Mg-Y합금에 Zn을 소량 첨가하면 18R-LPSO상이 생성되어 적층결함을 증대시켜서 전위이동을 방해함으로 강도가 높아짐을 처음으로 발표하였다. 이어서, Mg-Zn-RE (RE=Y, Gd, Dy, Ho등의 희토류 원소)3원계 합금에 18R과 14H 형태의 결정구조를 갖는 LPSO상이 존재하는 것을 알게 되었다. 이 내용이 발표 된 후 여러 종류의 희토류함유 Mg합금에서 LPSO상이 관찰되었고 이 상에 의한 기계적 성질 개선기구가 발표되었다.
○ LPSO상은 Mg합금의 기계적 성질과 부식 특성에 직접적인 영향을 주기 때문에 Mg합금개발에 중요한 역할을 한다. 일반적으로 LPSO상은 불 균질한 구역으로 간주되어 공식 또는 갈바닉 부식을 조장하는 것으로 생각 할 수 있다. 그러나 최근 연구에 의하면 주방 상태의 Mg-Gd-Zn-Zr합금에 14H-LPSO상이 존재하여 Hank용액에서 부식속도가 0.17mm/y으로 느리며 균일 부식이 발생한다고 한다. 이 분야 연구는 일본이 주도하고 있고 중국이 그 뒤를 따르고 있다. 한국에서는 아직 이 분야 연구발표 실적이 없다. 앞으로 연구 활성화가 필요하다.

저자: Jinshan Zhang, Chao Xin, Kaibo Nie, Weili Cheng, Hongxia Wang, Chunxiang Xu
자료유형: 니즈학술정보