2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of dental prosthesis made of semi-precious materials with specific hardening mechanism
| Project/Area Number |
16H04520
|
|---|
| Research Institution | Meijo University |
|---|
Principal Investigator |
赤堀 俊和 名城大学, 理工学部, 准教授 (00324492)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | デンタルマテリアル / 銀合金 / ミクロ組織 / 力学的特性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
日本国内において、Ag-Pd-Au-Cu系合金は歯科分野において最も利用されているセミプレシャス合金の1つである。同系合金は時効硬化型の材料であるが、市販の本合金であるS12 （Cu/Ag比：0.284）は1073K以上の高温溶体化処理を施すことで、時効硬化に匹敵する高強度を示すユニークな合金であることが著者らによって報告されている。最近、S12を基本組成とした同系合金であるG12（Cu/Ag比：0.367）が新しく研究開発された。しかし、本合金に関する溶体化処理と機械的強度の関係についてはほとんど調査されておらず、特異強化の発現も確認されていない。そこで本研究では、熱処理温度を様々に変化させた固溶体化処理後におけるG12（Ag: 48.2, Pd: 20.0, Au: 12.0, Cu: 17.7, other: 2.1（mass%））のミクロ組織および機械的強度の変化を調査・検討した。
元素マッピングを基にミクロ組織における構成相の同定をした所、1023 Kにて熱処理したG12において白色および灰色の相は、それぞれAgリッチなα2相およびCuリッチなα1相と判断された。この場合、α1相の体積率は約40％であった。一方、1123 Kで熱処理したG12のミクロ組織では、1023 Kのそれと比較してα2相の体積率（約90%）がα1相のそれより著しく高かった。これはCuリッチなα1相のα2相への固溶したこと、および同相領域の融点がAgリッチなα2相のそれより低いため、一部が溶解し、冷却時において再析出したことが考えられる。また、G12のHVは熱処理温度の上昇に伴い増加する傾向を示しており、簡易な固溶化処理により、G12においても特異強化機構が発現することがわかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本供試材であるG12（Ag: 48.2, Pd: 20.0, Au: 12.0, Cu: 17.7, other: 2.1（mass%））をAr雰囲気にて封入後、1023～1173 Kの温度にて3.6 ks保持後、水冷の溶体化処理を行い、ミクロ組織の評価として走査型電子顕微鏡（SEM）による反射電子（BSE）像を観察し、また、波長分散型X線分光分析（WDS）装置を用いて構成相の同定を系統的に行い、熱処理温度におけるミクロ組織変化を詳細に調査・検討することができた。加えて、上記ミクロ組織変化における力学的特性の評価も行い、本年度の目的であるミクロ組織変化と機械的強度の関係を示すことができたため、区分の評価に相当すると言える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本供試材であるG12（Ag: 48.2, Pd: 20.0, Au: 12.0, Cu: 17.7, other: 2.1（mass%））を歯科材料メーカーの協力の下、安価で大量製造することが可能となり、合金元素が高価な貴金属合金である本供試材の供給が一段と容易となることが見込まれる。そのため、比較的大型で多数の試験片が必要となる各種力学的特性試験の実施が可能となった。そこで、本供試材をAr雰囲気にて封入後、1023～1173 Kの温度にて3.6 ks保持後、水冷の溶体化処理を行い、種々のミクロ組織における力学的特性（引張特性および疲労特性）に関して、系統的に調査・検討を行う予定である。
|
