2021 Fiscal Year Research-status Report
歯科ナローインプラント応用を目的とした結晶粒超微細化によるチタン合金の高強度化
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21K17007
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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) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 生体材料 / チタン合金 / 高圧すべり加工 / 歯科インプラント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、Narrow Implantへの応用を目指し、Narrow Implant作製可能な実用形状のチタン合金に高圧すべり（HPS）加工を適用し、伸びを維持したままの高強度化を行うことである。本研究では、Narrow Implantへの応用に焦点を当て、より大きい寸法のチタン合金（Ti-6Al-7Nb合金）にHPS加工を施し、高強度化を目指す。研究内容は3つによって構成されるが、今年度は、HPS加工条件の一つである、押出距離が組織と機械的特性に及ぼす影響を調べ、機械的性質の向上のための最適な加工条件を調べることを目的とした。
Ti-6Al-7Nb合金の高強度化に最適なHPT加工条件（押出距離）を探索するため、厚さ1 mmの板材を準備し、HPS加工を施した。加工条件は、押出距離5, 10, 15, 20 mmとした。
XRD測定では、加工前後で構成する相に変化はなかったが、加工後にはピークの広がりが確認され、半値幅が増加した。SEM-EBSDにより、組織が微細化しており、HPS加工によってα相の底面が板面に平行に結晶配向していることが示された。硬さ試験では、加工前に比べ、加工後は硬さが増加しており、押出距離の増加に伴い硬さも増加した。また、表面と断面の硬さには差があり、集合組織の形成によって異方性を示すことがわかった。引張特性は、加工前に比べてやや破断伸びは減少するものの、押出距離の増加に伴い高い引張強さを示した。
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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
本研究ではTi-6Al-7Nb合金にHPS加工を施し、結晶組織は微細化され、それによって機械的性質も向上することが示された。また、HPS加工の加工条件の一つである押出距離を増加させることで、これまでにHPT加工を施した場合と同等の高強度が、より大きい試料サイズにて得られることが明らかになり、今後の研究に役に立つ結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで、HPS加工のスライド方向が同一である一方向加工のみを採用した。HPS加工では、往復加工でも加工が可能である。そのため、今後は、往復加工を施し、組織や機械的性質を調べる。また、一方向加工後の結果と比較して加工条件を検討する。
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| Causes of Carryover |
次年度のための材料を購入する予定であったが、次年度に購入することと変更したため。
使用計画は、計画通り、次年度に使用する材料を購入する。
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