生体環境温度下で起るCuAu-In合金の相変態に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09671997
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 久恒 邦博 長崎大学, 歯学部, 教授 (20037526)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 羽坂 雅之 長崎大学, 工学部, 教授 (30039698) ; 有働 公一 長崎大学, 歯学部, 助手 (60145266) ; 田中 康弘 長崎大学, 歯学部, 助手 (10217086)
• Keywords: 金合金 / 相変態 / 規則格子 / X線回折 / 電子顕微鏡 / 時効硬化 / 逆位相領域 / 電気抵抗

Research Abstract

本研究は生体環境温度(37℃)で自然時効硬化する新しい歯科用合金を開発するための基礎的データを得ることを目的として遂行されたものである。等原子比合金CuAuは高温からの焼入れ後、比較的低温でCuAuI型規則格子が生成する。しかし、CuAuII型規則格子はほとんど利用されていない。CuAuII型規則格子を安定化させるといわれているInを等原子比合金CuAuに添加した合金を溶製し、CuAuII規則化に伴なう時効硬化挙動を、電気抵抗測定、硬さ試験、X線回折、透過型電子顕微鏡観察により検討した。主な結果は以下の通りである。
1. Inの添加はCuAuIおよびCuAuII型相の変態温度の降下をもたらした。6at%Inの添加では約120℃も低下した。このため、高温からの徐冷試料においてもCuAuII型規則構造を室温で保持することができる。
2. Inの添加は相変態速度を小さくする傾向を示した。
3. 等温焼鈍における相変態は初期段階でCuAuI型が形成され、CuAuII型相との共存状態を経由して、CuAuII型相の単独相へと進行した。すなわち、CuAuII型相の安定化傾向が確認されたものと思われる。
4. 200℃および250℃の時効処理では短時間で急激に顕著な硬化を示し、ゆるやかな過時効軟化を呈した。その硬化挙動にはIn添加の影響があまり認められなかった。
5. 結晶学的にはIn添加と共に面心正方晶の軸比が増加し、長周期規則相のドメインサイズが減少する傾向が認められた。この挙動はIn添加による合金の価電子濃度の減少に関連するものと思われる。
6. CuAuII型規則子に固溶されるInはCuとAuの両サイトを占めることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Y.Tanaka: "Early Stage of Orering in Stoichiometric AuCu Alloy" Materials Transaction JIM. 39. 87-94 (1998)
• [Publications] K.Hisatsune: "Martensite Transformation in Au_3Zn Alloy" Solid State Communication. 106. 106-108 (1998)
• [Publications] K.Hamasaki: "Ageing Behaviour in a Dental Low-gold Alloy with High Copper Content" Journal of Materials Science : Materials in Medicine. 9. 213-219 (1998)
• [Publications] Y.Tanaka: "Distribution of Niobium in an Fe-Pt-Nb Magnet" Materials Science and Engineering. A250. 164-168 (1998)
• [Publications] K.Hisatsune: "Fractal Dimension of Grain Boundary in CuAu Alloys Refined by Platinum Addition" Journal of Material Science. 33. 4783-4785 (1998)