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チタン系バイオマテリアルの特異な熱物性による新機能化

Research Project

Project/Area Number 18860011
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

仲井 正昭  Tohoku University, 金属材料研究所, 助教 (20431603)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,820,000 (Direct Cost: ¥2,820,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,410,000 (Direct Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,410,000 (Direct Cost: ¥1,410,000)
Keywords生体材料 / チタン合金 / 熱膨張
Research Abstract

近年、生体用金属材料の分野では、機械的性質のみならず、低弾性率機能および超弾性機能などの機能性も兼ね備えたβ型チタン合金の研究開発が精力的に行われている。当研究室において開発された生体用β型チタン合金Ti-29mass%Nb-13mass%Ta-4.6mass%Zr合金(TNTZ)の基礎熱物性を調べる中で、冷間圧延材において、加熱に伴う膨張がほとんどない、あるいは加熱により膨張せず収縮するといった特異な熱膨張特性を示す場合があることを見出した。この特性を制御することができるようになれば、TNTZに新たな付加価値を付与することとなり、熱的な形状変化を嫌う精密医療用デバイスなどへの応用も期待される。そこで、本研究では、TNTZの特異な熱膨張特性の発現条件の明確化およびその機構解明を目的としている。
本年度は、以下の成果を得た。
(1)圧下率90%の冷間圧延を施したTNTZの圧延方向(RD)およびそれに対して垂直方向(TD)の熱膨張特性を調査した。その結果、RDには加熱とともに収縮し、TDには冷間圧延を施していないTNTZよりも大きく膨張する傾向が認められた。
(2)圧下率90%の冷間圧延を施したTNTZの繰返し加熱および冷却におけるRDの熱膨張特性を調査した。その結果、473Kまでの温度変化に対しては特異な熱膨張特性の可逆性が認められたが、それ以上の温度では、一度でも加熱すると特異な熱膨張特性が消失した。
(3)冷間圧延を施したTNTZでは、RDに[110]βの集合組織の形成が認められた。

Report

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

    (7 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Mechanical Behaviors of Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr-XO for Biomedical Applications Subjected to Cold Working and Various Heat Treatments2007

    • Author(s)
      M. Niinomi, T. Akahori, M. Nakai and H. Ishikawa
    • Journal Title

      Mater. Sci. Forum 561-565

      Pages: 1471-1476

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 生体用Ti-Ta-Zr系β型チタン合金の物理的特性に及ぼす加工および熱処理の影響2007

    • Author(s)
      仲井正昭, 新家光雄, 赤堀俊和, 石川浩史, 小川道治, 福井壽男
    • Journal Title

      第140回日本金属学会講演概要

      Pages: 87-87

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr-XO(X=0.1,0.2,0.4 mass%)合金の時効析出と機械的性質2006

    • Author(s)
      仲井正昭, 新家光雄, 赤堀俊和, 石川浩史, 小川道治, 福井壽男
    • Journal Title

      第139回日本金属学会講演概要

      Pages: 314-314

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 冷間加工および種々の熱処理を施したTi-29Nb-13Ta-4.6Zr-XO合金の機械的性質2006

    • Author(s)
      石川浩史, 新家光雄, 赤堀俊和, 仲井正昭, 戸田裕之, 小川道治
    • Journal Title

      軽金属学会第111回春季大会講演概要

      Pages: 297-298

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 冷間圧延したTi-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の熱膨張特性の方位依存性2008

    • Author(s)
      馮孝亮, 新家光雄, 仲井正昭, 赤堀俊和, 小川道治
    • Organizer
      日本金属学会
    • Place of Presentation
      武蔵工業大学
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 冷間圧延したTi-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の熱膨張特性2007

    • Author(s)
      仲井正昭, 新家光雄, 赤堀俊和, 小川道治
    • Organizer
      軽金属学会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      2007-11-11
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の特異な熱膨張特性2007

    • Author(s)
      仲井正昭, 新家光雄, 赤堀俊和, 小川道治, 福井壽男
    • Organizer
      日本金属学会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2007-09-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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