人工関節摺動材ZrO_2表面処理Zr-2.5Nbの耐摩耗試験

• Project/Area Number: 05771085
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 中村 伸之 北里大学, 医学部・整形外科, 助手 (50217874)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: Zr-2.5Nb / 耐摩耗試験 / 腐食電位

Research Abstract

摩耗試験結果)1.腐食電位変化.チタン合金とPEでは始め-0.2Uと落ちついているが摩耗後3時間で大きく変動し,この状態が続いた.アブレシブ摩耗が継続されてしまった.チタン合金とPOMでは初め変動が激しいが16時間摩擦後より電位は安定した.チタン合金とPEEKでは初め電位は大きく変動するが摩擦後16時間にて安定状態を持続した。SUS316L.Co-28Cr-6MoとPEではわずかに電位の変動はあるが比較的安定していた.Zr-2.5NbとPEでは電位は非常に安定していた.2不動態膜形成時間.SUS316L:36.3±8.2分,Ti-6Al-4U:8.2±2.9分,Co-28Cr-6Mo:12.7±2.4分,Zr-2.5Nb:13.8±4.5分.チタン合金の修復能は比較的優れたいた.ジルコニア合金のみが30分間の摩耗に耐えた.3金属表面あらさおよびPE摩耗量.Ti-6Al-4Uでは18.02mumと非常に高く耐摩耗性は最悪であり,PE摩耗量0.0359g,表面には黒色摩耗粉がめり込んでいた。Co-28Cr-6Moでは0.36mumPE摩耗量0.0004g,SUS316Lでら0.34mum,PE摩耗量0.0280g,と金属表面は軽いスクラッチ痕を認めた.Zr-2.5Nbでは0.00mum,PE摩耗量0.0000g,表面にPE移着膜を認めスクラッチ痕もみとめず耐摩耗性に優れていた.
メタン合金は電気化学的に安定で,他のインブラント材料に類を見ない優れた耐食性を示すが耐摩耗性については最悪であった。ZrO_2表面処理したZr-2.5Nbは耐摩耗性について他の金属に比べ高く、インブラントしゅう動材として優れている.腐食電位測定は金属表面のあれ状態を敏感に反映し、不動態膜の維膜の維持能を評価するのに適している.

Research Products

• [Publications] 中村 伸之: "腐食電位挙動からみたチタン合金の耐摩耗特性の評価" 日本整形外科学会雑誌. 67(8). 1438 (1993)