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金属ガラス・チタン合金接合材料の疑似体液中での耐食性能と強度特性

Research Project

Project/Area Number 18029019
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

久恒 邦博  Nagasaki University, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (20037526)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三浦 永理  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (70315258)
白石 孝信  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (10150468)
藤田 剛史  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (90432971)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Keywords生体材料 / 金属ガラス / ろう接 / Ti合金 / 接合強度 / 耐食性 / 国際情報交換 / アメリカ / チタン合金 / 界面 / 赤外線 / 人工唾液
Research Abstract

生体用合金Ti-6Al-7Nb合金の金属ガラス(BMG)ろう接材の生体中での挙動を見積もるため,疑似体液あるいは人工唾液浸漬曲げ試験を行った.Pd_<40>Cu_<30>Ni_<10>P_<20>およびNiフリーPd基BMGPd_<30>Pt_<17.5>Cu_<32.5>P_<20>によるろう接を試み,Pd_<40>Cu_<30>Ni_<10>P_<20>BMGろう接材同様評価を行った.また,耐食性に優れるZr_<55>Cu_<30>Al_<10>Ni_5BMG,接合強度に優れるPd基BMGの人工体液中での電気化学的評価を行った.
接合には赤外線ろう接装置を用い,Ar置換雰囲気中で接合した.ろう接材は一定時間Hunk's液(HBSS)あるいは人工唾液中に浸漬後,HBSSは液中にて曲げ試験を行い,人工唾液は大気中で行った.浸漬前の結果同様,Pd_<40>Cu_<30>Ni_<10>P_<20>ろう接材はPd_<30>Pt_<17.5>Cu_<32.5>P_<20>ろう接材に比べ高い強度を示した.破断面及び断面X線回折等の結果から,Pd_<40>Cu_<30>Ni_<10>P_<20>接合材の強度が劣る原因として,ろう材部の結晶粗大化が示唆された.但しろう接材強度の浸漬時間依存性カーブは結晶化の有無にかかわらず浸漬時間2Ms付近に谷または山を持つ対称的な形状を示した.人工唾液とHBSSでは,弱アルカリ性のHBSSに対し,弱酸性の人工唾液浸漬後の方が高い接合強度を示した.また浸漬液のICP分析からTiの溶出が認められた.
Pd_<40>Cu_<30>Ni_<10>P_<20>並びにZr_<55>Cu_<30>Al_<10>Ni_5のBMG単体での動電位分極曲線を0.9mass%NaCl中で測定した.Auと比較すると,Pd_<40>Cu_<30>Ni_<10>P_<20>の腐食電位はAuのそれに近いが,過不動態電位はAuより低い.しかしZr_<55>Cu_<30>Al_<10>Ni_5では,過不動態電位はAuの腐食電位とほぼ同じ-0.2V付近で既に現れ,耐食性の低さを示した.これらの結果から,Pd_<40>Cu_<30>Ni_<10>P_<20>はBMGの中では比較的高い生体安定性を示し,生体内での劣化の影響も小さいことと示唆された.従って,Pd_<40>Cu_<30>Ni_<10>P_<20>BMGをはじめとするBMGろう材は,生体に用いる材料として有望であると考えられる.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Mechanical Property and Corrosion Resistance Evaluations of Ti-6A1-7Nb Alloy Brazed with Bulk Metallic Glasses2007

    • Author(s)
      E. Miura, H. Kato, T. Ogata, N. Nishiyama, E. D. Specht, T. Shiraishi, A. Inoue, K. Hisatsune
    • Journal Title

      Materials Transactions 48(8)

      Pages: 2235-2243

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two Different Types of Age-Hardening Behaviors in Commercial Dental Gold Alloys2007

    • Author(s)
      K.Hisatsune
    • Journal Title

      Journal of Materials Science ; Materials in Medicine (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] X-ray Study of Pd_<40>Cu_<3O>Ni_<10>P_<20> Bulk Metallic Glass Brazing Filler for Ti-6A1-7Nb Alloy2007

    • Author(s)
      E.Miura
    • Journal Title

      Materials Science Forum 539-543

      Pages: 1983-1987

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Influence of Polishing of Denture Base Resin and Metal Surfaces on Wettability with Water and Saliva2006

    • Author(s)
      M.Nishioka
    • Journal Title

      Dental Materials Journal 25

      Pages: 161-165

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Corrosion Behavior of Titanium in Formic Acid, Oxalic Acid, and Formaldehyde2006

    • Author(s)
      T.Kurogi
    • Journal Title

      International Chinese Journal of Dentistry 6

      Pages: 1-7

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] チタン-陶材焼付合金界面反応への金コーティングの効果2006

    • Author(s)
      三浦永理
    • Journal Title

      日本金属学会誌 70

      Pages: 51-58

    • NAID

      10017152956

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Brazing of Ti biomedical alloy with Pd-based BMG filler: Mechanical properties, corrosion resistance and microstructure2008

    • Author(s)
      E. Miura, H. Kato, N. Nishiyama, G. E. Ice, K. Hisatsune and A. Inoue
    • Organizer
      2nd Workshop of Korea-Japan Basic Scientific Cooperation Program
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学書写キャンパス
    • Year and Date
      2008-01-02
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 赤外線ろう接によるTi-6A1・7Nb/Pd_<40>Cu_<30>Ni_10P_<20>金属ガラス接合界面の透過電子顕微鏡観察2007

    • Author(s)
      三浦永理, 加藤秀実, Gene E. Ice, 白石孝信, 井上明久, 久恒邦博
    • Organizer
      日本歯科理工学会春期大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2007-12-05
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Bending strength in Hunk's solution of Ti-based alloy joint brazed by Pd-based bulk metallic glass2007

    • Author(s)
      E. Miura, H. Kato, T. Fujita, T. Shiraishi, K. Hisatsune
    • Organizer
      IDMC 2007 and 50th meeting of JSDMD
    • Place of Presentation
      Imperial Queen's Park Hotel, Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      2007-11-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.de.nagasaki-u.ac.jp/

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://dms.de.nagasaki-u.ac.jp/

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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