2011 Fiscal Year Annual Research Report
歯科用低カラット貴金属合金の特異強化メカニズムの解明とその応用
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21360332
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
新家 光雄 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50126942)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲井 正昭 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20431603)
稗田 純子 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40566717)
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| Keywords | 歯科用金属 / 銀パラジウム金銅合金 / 熱処理 / ミクロ組織 / 力学的特性 |
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| Research Abstract |
歯科用Ag-Pd-Au-Cu合金は、機械的性質、耐食性および生体適合性に優れる歯科補綴修復用材料である。一般的に、Ag-20Pd-12Au-14.5Cu合金は、時効強化を示すが、近年、溶体化処理温度を1073K以上まで上昇させることにより、機械的強度が著しく高くなる特異強化挙動が報告されている。本現象の理由として、高温溶体化処理後に析出するL1_0型規則相(β')による析出強化説が挙げられている。しかし、市販用Ag-20Pd-12Au-14.5Cu合金はα_1、α_2、およびβ相で構成されるため、特異強化挙動に対するβ'相の寄与は不明な点があり、そのβ'相の生成メカニズムについては、これまで報告が少ない。そこで、本研究では、高温溶体化処理によるAg-20Pd-12Au-14.5Cu合金における特異強化について精査し、さらにAg-20Pd-12Au-xCu合金における特異強化について調査・検討することにより、本合金系における特異強化メカニズムの解明を目的とした。今年度は、析出相(β'、β)/母相界面を観察し、β相のミクロ組織変化および硬さとの関係を調査・検討を行い、下記知見を得た。
(1)母相とβ相のa軸方向は整合であるが、c軸方向は半整合であるため、β相の周りに歪みが生じ、転位移動に対して抵抗となり、強度が上昇する。一方、β相の場合、β相/母相の界面は不整合であり、β相の周りでは歪みがごく小さいため、転位移動に対してそれほど抵抗にならない。
(2)Ag-20Pd-12Au-14.5Cu合金の計算状態図およびミクロ組織観察により、高温溶体化処理により析出するβ'相の生成メカニズムが明らかになった。また、Ag-20Pd-12Au-xCu(x:13,17,20)合金においても、高温溶体化処理により微細なβ'相が緻密に析出し、特異強化挙動を示す。Ag-20Pd-12Au-6.5Cu合金においては高温溶体化処理により微細なβ'相が析出せず、特異強化挙動を示さない。
これらの知見は、実用上の観点からも学術的な観点からも非常に有用であり、今後、容体化処理を本合金の力学的性能の強化法として普及させる際に、裏付けとなる研究成果である。
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