2020 Fiscal Year Annual Research Report
Strengthening of biomedical titanium alloy for narrow implants application
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15K20473
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
蘆田 茉希 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (50708386)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生体材料 / チタン合金 / 巨大ひずみ加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Ti-6Al-4V合金は代表的なTi合金であるが、この合金の成分であるバナジウムはイオンが溶出すると強い毒性を示すことが指摘されており、これを使用しないTi-6Al-7Nb合金が欧州では利用される。この合金は歯科インプラントなどに利用される。近年歯科インプラント治療において、骨量の不足する症例が増加しており、Narrow Implantが従来のものより直径が小さくて済むため期待が高まっている。しかし、直径が従来のものに比べて小さいため、破折しやすいというリスクが高まる。このため歯科インプラント材料の高強度化が求められる。そこで本研究ではHigh Pressure Torsion（HPT）加工に着目した。HPT加工は金属材料などの機械的特性向上に用いられる巨大ひずみ加工法であり、試料に高い圧力を加えながら下側の金型を回転させることによって、試料にねじり変形を加える。本研究ではHPT加工による結晶粒微細化によって、Ti-6Al-7Nb合金の高強度化を図ることを目的とした。Ti-6Al-7Nb合金にHPT加工を施し、HPT加工条件である、圧力と回転数が加工後の組織と機械的特性に及ぼす影響を調べ、機械的特性の向上のための最適な加工条件の探索および加工前出発組織の検討を行った。その結果、HPT加工によって結晶粒が微細化し、Ti-6Al-7Nb合金の機械的性質を向上できることが明らかになった。また、機械的性質の向上に適切な加工条件が示された。加工前に熱処理を加え、初期組織を変化させることで、より高い機械的性質が得られることが明らかになった。
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