1999 Fiscal Year Annual Research Report
バイオセラミック傾斜機能コーティングインプラントの力学的特性評価
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11650073
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
柴野 純一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60206141)
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| Keywords | 生体材料 / セラミックス / 傾斜機能材 / プラズマ溶射 / 残留応力 / X線法 |
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| Research Abstract |
1.傾斜機能材料に対応した白色X線法の開発
(1)材料成分の傾斜組成を考慮した白色X線法の理論式を構築した。傾斜組成によってX線の回折強度が変化するので、その割合を深さzの関数とし、先に開発した白色X線法の理論式に組み込んだ。
(2)数値シミュレーションにより、同一負荷の下で傾斜組成が変化した場合および同一傾斜組成の下で負荷が変化した場合の回折線プロファイルの変化を調べ、ひずみ測定の可能性を検討した。
2.バイオセラミック傾斜機能コーティングインプラントの作製と評価
(1)基材に生体材料として利用されているチタンTiを用い、その上にハイドロキシアパタイトHApとチタンが傾斜組成となるように大気中プラズマ溶射法でコーティングした。コーティング層は4層とし、基材側から(Ti75%、HAp25%)、(Ti50%、HAp50%)、(Ti25%、HAp75%)、(HAp100%)の層をそれぞれ20μmずつ溶射した。溶射はプラズマ出力42kW、溶射距離120mmで行った。
(2)上記試料の3点曲げによる密着強度試験を準備中。試験機は現有の材料試験機(インストロン)を使う。
3.バイオセラミック傾斜機能コーティングインプラント応力測定予備実験
(1)試料の各回折面のX線的弾性定数を理論的に算出した。
(2)白色X線装置を用いての予備測定を準備中。回折X線の強度、SSDの検出効率、ピークの重なりやエスケープピークを測定によって検討し、測定に適した格子面と最適Bragg角を決定する。
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