2019 Fiscal Year Research-status Report
ホイスラー構造を持つAuCuAl合金の延性化機構の解明と生体機能材料への応用
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18K13655
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
海瀬 晃 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (60802353)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 生体機能性材料 / 超弾性合金 / 粒界脆化 / 機械的性質 / 耐食性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ホイスラー構造を持つAuCuAl合金の延性化機構の解明と生体機能材料への応用を目的とする．ホイスラー構造をもつ金属間化合物は，強磁性形状記憶合金，熱電変換材料などさまざまな機能材料としての応用が期待させるが，多結晶では非常に脆い．このためからAu2CuAl基合金の粒界脆化の機構を解明することで本合金の生体機能材料への実用化の可能性を検証すると共に，生体機能材料として使用するため，耐食性や体積磁化率の評価を行う．本年度は，微小顕微試験をもちいた粒界特性を明らかにし，粒界脆性の抑制機構の解明，第二相としてfcc構造を持つα相を粒界上に形成することで粒界破壊を抑制し機械的性質は向上することから，母相とα相の体積分率を変化させ，その機械的性質の評価を行った．微小顕微試験をもちいた観察では，試料表面に滴下した接触液と試料が反応してしまい，当初想定していた粒界特性を明らかにすることはできなかった．しかしこの接触液の成分には生体内に存在するものが含まれており，この元素により試料表面が腐食されることが明らかとなった．これは本合金を生体内で使用した際，目的を果たした後，自然に溶解する新規機能性材料が作製できることを示唆しており，重要な成果である．また，α相の体積分率が増加することで延性の大幅な向上も確認され，α相を粒界上のみに形成させるといった組織制御を行うことでさらなる延性の向上が期待でき，おおむね順調に進展している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は，微小顕微試験をもちいた粒界特性を明らかにし，粒界脆性の抑制機構の解明，第二相としてfcc構造を持つα相を粒界上に形成することで粒界破壊を抑制し機械的性質は向上することから，母相とα相の体積分率を変化させ，その機械的性質の評価を行った．微小顕微試験をもちいた観察では，試料表面に滴下した接触液と試料が反応してしまい，当初想定していた粒界特性を明らかにすることはできなかった．しかしこの接触液の成分には生体内に存在するものが含まれており，この元素により試料表面が腐食されることが明らかとなった．これは本合金を生体内で使用した際，目的を果たした後，自然に溶解する新規機能性材料が作製できることを示唆しており，重要な成果である．また，母相とα相の体積分率を変化させることで，その機械的性質の向上も確認され，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は複雑な粒界形状の形成過程と粒界特性の変化は透過型電子顕微鏡を用いた組織観察と微小試験機を用いた双結晶の圧縮試験により解明し，血管内治療機器は10 ミクロン程度の材料が使われ，材料特性がサイズ依存性を持つことがあるため，材料微小試験により機械的性質，形状記憶・超弾性特性を明らかにする．
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| Causes of Carryover |
年度末の学会がいくつか中止になったため．
翌年度分として請求した助成金と合わせて，合金原料費等の実験消耗品，国際学会の旅費に使用する予定
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