2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of functionally gradient bacteriostatic alloys by using laser heat treatment: application to orthodontic anchoring screw
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15K15717
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 正敏 東北大学, 歯学研究科, 助教 (50400255)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 雄京 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (10206766)
天雲 太一 東北大学, 歯学研究科, 助教 (80451425)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | Ti-Ag合金 / 機械的性質 / 生体適合性 / 制菌性 / 組織制御 / 傾斜機能 / 矯正用アンカースクリュー / チタン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、レーザー局所加熱相変態を利用してTi-Ag合金を組織制御し、αプライム相（生体適合性優位）から共析組織（制菌性優位）へ金属組織を連続的に変化させた、制菌性傾斜機能合金の開発および矯正用アンカースクリューへの応用を試みる。
平成２９年度は２８年度に続き、合金組織制御の一例として、チタンにニオブと銅を添加したTi-Nb-Cu合金を設計し、それら合金インゴットを試作した。試作インゴットを歯科鋳造し、それら鋳造体の金属組織観察とX線回折試験を行うことで合金相を同定した。そして、その結果を基に、歯科鋳造の冷却速度における室温でのTi-Nb-Cu系合金の三元状態図を作成した。
【合金インゴットの試作】設計した合金組成となるようにスポンジチタンとニオブ塊、銅片を秤量し、アルゴンアーク溶解炉を用いて溶解して、ボタン状の合金インゴットを溶製した。ひとつのインゴットにつき、計6回融解した。【鋳造体試料の作製】板状ワックスパターンを埋没材で埋没して鋳型を作り、メーカー指示に従い加熱後、試作インゴットを歯科用チタン鋳造機で鋳込んで板状試験片を製作した。さらに、板状試験片を切断し、樹脂包埋して、X線回折および金属組織観察用の試料を製作した。【X線回折試験】試料の表面を耐水研磨紙で1000番まで研磨し、管電圧30 kV、管電流10 mAの条件でCu Kα線を用いてX線回折試験を行い、合金相を同定した。【金属組織観察】鏡面研磨後にエッチングした試料を光学顕微鏡で観察した。
【結果】設計したTi-Nb-Cu三元系チタン合金にはα-Ti、β-Ti、Ti2Cuの3相が存在した。適切な組成範囲を選択することで、歯科の様々な用途に対して応用可能であると考えられた。
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Research Products
(1 results)
