2016 Fiscal Year Annual Research Report
High effective strengthening of metallic implants made of metals with self-tunable elastic modulus by partial deformation
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15K13825
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
仲井 正昭 近畿大学, 理工学部, 准教授 (20431603)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 生体材料 / チタン合金 / 変形誘起相変態 / 弾性率 / 疲労特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らにより開発された弾性率自己調整金属は、力学的負荷のない状態では低弾性率を示し、力学的負荷が加わると、変形誘起相変態による内部構造変化により、弾性率と強度が上昇する。したがって、弾性率自己調整金属は、必要な部分だけを効率的に高強度化することが可能であると考えられる。金属製インプラントの耐久性試験では、多くの場合、表面から破壊が生じる。したがって、耐久性の改善には、表面の強化が効果的であると考えられる。そこで、本研究では、表面のみを高強度化することにより、低弾性率を大きく損なわずに、従来の骨類似低弾性率金属の致命的な弱点であった低耐久性の克服を目指した。昨年度までに、弾性率自己調整金属と変形誘起相変態が生じない骨類似低弾性率金属（両者はともにβ型チタン合金）とにピーニング処理を施し、それらの表面硬さを測定した結果、弾性率自己調整金属では、ピーニング処理中における変形誘起ω相の形成により、骨類似低弾性率金属に比べて、表面硬さが大きく上昇する傾向が認められている。そこで、今年度は、弾性率自己調整金属の耐久性に及ぼすピーニング処理の影響について検討した。その結果、弾性率自己調整金属ではピーニング処理により表面が効率的に強化され、骨類似低弾性率金属にピーニング処理を施した場合に比べて大きな耐久性の上昇が得られることが見出された。
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