2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12555222
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| Research Institution | Suzuka National College of Technology |
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Principal Investigator |
岩田 政司 鈴鹿工業高等専門学校, 生物応用化学科, 助教授 (10151747)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
国枝 義彦 鈴鹿工業高等専門学校, 材料工学科, 教授 (80043313)
下野 晃 鈴鹿工業高等専門学校, 生物応用化学科, 助手 (50235686)
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| Keywords | 濾過 / 傾斜機能材料 / 人工歯根 / 複合材料 / アルミナ / ヒドロキシアパタイト / ビッカース硬度 / ニューラルネットワーク |
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| Research Abstract |
「上部と下部,ならびに表層と中心部で材質が異なる円柱状のモデル人工歯根」の開発を行うことを最終目標としている。すなわち,円柱の上半分に高強度アルミナ層(A層),下半分の中心部に高強度アルミナ層(B層),表層に多孔質アパタイト層(C層)を配したモデル人工歯根を想定し,その機械的強度を最大にするための,成形手法・焼結手法の開発を行っている。
成形体の作製には邪魔棒式濾過法を用いた。この方法では,(1)濾板上に成形用ダイスを設置し,(2)ダイスの中心部に邪魔棒を垂直に挿入する。(3)ダイスにヒドロキシアパタイト(以下HApと略記)スラリーを導入し,減圧濾過してHAp層を積層させた後,(4)邪魔棒を引き抜き,(5)アルミナスラリーを導入し,減圧濾過してアルミナ層を形成させる。着色スラリーを用いて作製した成型体から,ほぼ設計どおりの構造が形成されていることが確認された。HAp層とアルミナ層は焼結時の熱収縮率が異なるため,割れを生じやすい。HApを仮焼,粉砕,超音波処理を施すことにより,アルミナと同程度の収縮率を有する粉末を調製することができ,この問題は解決できた。焼結体のSEM観察および線走査分析から,HApとアルミナの境界面でのAl, Ca, P原子の拡散はほとんど無く,数μm程度の厚みで接合していることが分かった。焼結温度1000℃〜1200℃の範囲では,焼結温度が高いほどビッカース硬度,圧縮強度の値が向上した。HIP処理を施すことにより,これらの値はさらに改善され,1200℃,120MPaで処理した焼結体の圧縮強度は自然骨と同程度となった。HAp,アルミナの1:1混合粉末試料の熱分析およびX線回折測定を行った結果,第3成分に起因するX線回折ピークと発熱ピークが確認されたが,微量であるため同定はできていない。
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