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ナノレベルでのセラモメタル異種材料接合界面の電子状態及び結合状態の解明

Research Project

Project/Area Number 13771172
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 補綴理工系歯学
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

田中 康弘  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (10217086)

Project Period (FY) 2001 – 2002
Project Status Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2002: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2001: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords陶材焼付 / EELS / ELNES / 透過型電子顕微鏡 / 金合金 / チタン / ルチル / アナターゼ / 原子構造 / 電子状態 / メタルボンドポーセレン
Research Abstract

1.陶材焼付用金合金/陶材焼付ではスズ、インジウム等の卑金属添加元素が、酸化物となって局所的に界面近傍に析出するものの、金合金と陶材は直接結合し得た。一方、チタン/陶材焼付界面ではチタンと陶材間に必ず酸化物層が存在した。従来の「化学結合を得るため、金属と陶材間には必ず酸化物層が存在する」という見方は一方的で不十分であることを原子レベルの透過型電子顕微鏡(TEM)観察で初めて明らかにした。
2.従来の考え方に基づけば、チタン/陶材焼付界面では酸化物層による化学的結合の寄与によって強固な結合界面が得られることになるが、実は反応生成物によってチタン側に欠乏層が生じ、界面強度が低下していることを明らかにした。これも従来の単純な見方では予測できなかったことであり、TEM観察によって実際の微細組織を明らかにすることが非常に大切であることを示している。
3.チタン/陶材焼付界面では界面の深さ方向変化に伴い、チタン酸化物のカチオン価数が変化することを局所EDX分析による組成分析及び結晶構造解析より明らかにした。それに対応して電子エネルギー損失スペクトル(EELS)の吸収端微細構造(ELNES)に変化が生じていることをTEM-EELS法で明らかにした。
4.チタン/陶材焼付界面では各種酸化物が観察されたが、その一つにルチル酸化物があった。その多形のアナターゼ酸化物は観察されなかった。そこで陽極酸化処理を行ったチタン表面の断面TEM観察を行った。陽極酸化処理によってアナターゼ酸化物の微結晶とアモルファスの2相組織となっていた。またチタンとアナターゼ間に格子整合性は認められず、微細組織はチタン/ルチル酸化物界面組織と大きく異なっていた。
5.プラズマクリーニング処理をTEM観察試料に施すことで、TEM観察中の試料汚染が大きく低減し、定量性の改善が図られた。

Report

(2 results)
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All Other

All Publications (9 results)

  • [Publications] 田中康弘: "酸化処理したチタンの断面構造 -透過型電子顕微鏡で原子レベルの観察-"バウンダリー. 18・10. 14-17 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Tanaka, K.Hisatsune: "Remanence Enhancement Based on L1_0 Ordering in Fe-Pt Permanent Magnets"Journal of Applied Physics. 93・April (in press). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Tanaka, et al.: "TEM Analysis of Gold-Coated Cast Titanium-Ceramic Interface"Journal of Dental Research. 83・Sp. Iss. (accepted). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 田中康弘: "高温容体化処理による歯科用金銀パラジウム合金の強化メカニズムの解明"長崎大学機器分析センターHRTEM研究報告. 5. 20-21 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Yasuhiro Tanaka et al.: "Nanostructure Analysis on the Metal-Bond-Porcelain Using Titanium by TEM and EELS"Proc. Fourth Pacific Rim Int. Conf. on Advanced Materials and Processing (PRICM4), (The Japan Institute of Metal). 265-268 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 田中 康弘: "チタン/陶材焼付界面のEELS分析"九州大学超高圧電顕室研究報告. 25. 81-82 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 田中 康弘: "EELS法によるチタン/陶材焼付界面の局所状態分析の試み"長崎大学機器分析センターHRTEM研究報告. 4. 8-9 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 三浦 永理: "チタン/陶材焼付界面の剥離部位の決定"日本金属学会誌. 65・9. 819-822 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Takanobu Shiraishi et al.: "Optical Properties of Au-Pt and Au-Pt-In alloys"Gold Bulletin. 34・4. 129-133 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report

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Published: 2001-04-01   Modified: 2016-04-21  

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