純ジルコニウムおよびジルコニウム合金の歯科利用に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452266
• Research Institution: Ohu University
• Principal Investigator: 野口 八九重 奥羽大学, 歯学部, 教授 (80083434)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 越中 優 奥羽大学, 歯学部, 助教授 (10094939) ; 増原 英一 奥羽大学, 歯学部, 客員教授 (00013772)
• Keywords: ジルコニウム / ジルコニウム-チタン合金 / 歯科鋳造 / 物性 / 耐食性 / 自然電極電位 / アノード分極特性

Research Abstract

前年度の研究により、純Zr鋳造体の物性は、純Tiとほぼ同様であり、その利用に当たっては、純Tiと同程度の歯科修複物に限定されることが判明した。そこで、本年度は、その優れた耐食性や生体親和性を落とすことなく、物性に優れた合金を開発するために、Tiと合金化した2元系Zr-Ti合金を試作し、その鋳造体の鋳巣、物性および耐食性について検討した。
[Zr-Ti合金の鋳巣と物性] Ti含有量を20%ずつ変えたZr-Ti合金を鋳造し、その鋳巣および引張強さ、伸び、弾性係数、比例限、ビッカースかたさなどの諸物性を調べた。Zr-Ti合金の鋳巣は、いずれの組成においても1%末満と少なく、本研究で採用したアーク溶融差圧鋳造機で鋳造することに何ら支障がないことが明らかになった。物性的には、Zrの材質改善にTiが有効であった。なかでも、Tiを40%添加した60%Zr-40%Ti(50:50A_t%)合金が最も強く、その引張強さは約900MPa、伸び約4.5%、弾性係数約90GPa、比例限約600MPa、ビッカースかたさ約300であった。これは、純ZrおよびTiの約1.5〜2倍の強さに相当し、ADA規格の金合金Type4と同等ないしはそれ以上の物性を示すことが確認された。
[2元系Zr-Ti合金の耐食性] 上記の物性試験の結果、Zr-Ti合金は歯科用金属材料として有望なことが確認できたので、次に、これらの合金の0.9%NaCl溶液における自然電極電位およびアノード分極特性を調べ、耐食性を検討した。その結果、研磨直後から経時的自然電極電位変化およびアノード分極曲線のブレークダウン特性から見て、不動態被膜の形成が速く、しかも強い被膜を形成させるには、Tiが60%以上である必要があることが判明した。