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2013 Fiscal Year Annual Research Report

NiTiの表層域ポーラス化とNiイオン溶出抑制

Research Project

Project/Area Number 24656430
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

上田 恭介  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40507901)

Keywordsニッケルチタン / ポーラス / アナターゼ / イオン溶出 / 表面改質 / 光触媒 / 水接触角 / 傾斜機能
Research Abstract

生体用金属材料であるNiTi合金からのNiイオン溶出抑制を目的として、溶融金属浸漬法による脱Niポーラス化処理およびガス酸化によるアナターゼ層形成処理を行った。脱Niポーラス化処理は金属原子同士の親和性(混合熱ΔHMix)の差を利用したものであり、浸漬浴としてはNiとの親和性が高く、Tiとの親和性が低い元素の選択が必要である。
H25年度はH24年度に確立したCe浴浸漬により作製した脱Niポーラス化表面に対して、二段階熱酸化法を適用することでアナターゼ層形成を検討した。二段階熱酸化法は、Ti表面に対してAr-COガス雰囲気中における熱処理によりTiC皮膜を作製し(一段階目処理)、それを大気中にて熱処理(二段階目処理)することでアナターゼ皮膜を得ることができる。脱Niポーラス化処理により、試料最表面からはNiが除去され、Tiのみとなっていたため、アナターゼ層を作製することができた。特に、本プロセスはガスを用いた高温酸化であるため、ポーラス表面全体をアナターゼ層にて被覆することができた。脱Niポーラス化処理のみにおける水接触角は高い値を示し、疎水性であったが、アナターゼ皮膜を施すことにより水接触角は低下し、ポーラス中に水が浸透していった。1%乳酸中へのNiイオン溶出量は二段階目処理温度により異なり、573 Kの方が873 Kで処理した試料よりも低い値を示した。
本プロセスにより作製したポーラス化表面へのアナターゼ皮膜は、大きな表面積を生かした光触媒用デバイスにも応用できると考えられる。

  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] NKG2D+ IFN-γ+ CD8+ T Cells Are Responsible for Palladium Allergy2014

    • Author(s)
      M. Kawano, M. Nakayama, Y. Aoshima, K. Nakamura, M. Ono, T. Nishiya, S. Nakamura, Y. Takeda, A. Dobashi, A. Takahashi, M. Endo, A. Ito, K. Ueda, M. Watanabe, T. Takahashi, K. Sasaki, T. Narushima, R. Suzuki, K. Ogasawara et al
    • Journal Title

      PLOS one

      Volume: 9 Pages: e86810-e86810

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0086810

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of anatase on commercially pure Ti by two-step thermal oxidation using N2-CO gas2013

    • Author(s)
      N. Umetsu, S. Sado, K. Ueda, K. Tajima, T. Narushima
    • Journal Title

      Mater. Trans.

      Volume: 54 Pages: 1302-1307

    • DOI

      10.2320/matertrans.ME201315

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] セラミックスコーティングによる金属系バイオマテリアル表面の高機能化2013

    • Author(s)
      成島尚之, 上田恭介, 佐渡翔太
    • Journal Title

      機能材料

      Volume: 33(9) Pages: 33-39

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photocatalytic evaluation of TiO2 layer formed on titanium by thermal oxidation2014

    • Author(s)
      T. Narushima, S. Sado, K. Ueda, M. Kawano, K. Ogasawara
    • Organizer
      Innovative Research for Biosis-Abiosis Intelligent Interface Symposium
    • Place of Presentation
      東北大学, 仙台
    • Year and Date
      20140120-20140121
    • Invited
  • [Presentation] 二段階熱酸化法により作製したチタニア皮膜の光触媒活性評価2014

    • Author(s)
      佐渡翔太、上田恭介、成島尚之
    • Organizer
      第12回日本金属学会東北支部研究発表大会
    • Place of Presentation
      名取市文化会館, 名取
    • Year and Date
      20140113-20140114
  • [Presentation] Formation of anatase layer using two-step thermal oxidation and its evaluation2013

    • Author(s)
      T. Narushima, K. Ueda, S. Sado
    • Organizer
      5th International Symposium on Advanced Ceramics (ISAC-5)
    • Place of Presentation
      Hubei, China
    • Year and Date
      20131209-20131212
    • Invited
  • [Presentation] Production of low-cost and highly functionalized titanium by controlling the light elements2013

    • Author(s)
      T. Narushima, K. Ueda
    • Organizer
      International Conference on Fluid Dynamics (ICFD2013)
    • Place of Presentation
      仙台国際センター, 仙台
    • Year and Date
      20131123-20131125
  • [Presentation] 溶融金属浸漬法によるNiTiのポーラス表面形成とその応用2013

    • Author(s)
      上田恭介、廣橋正博、橋本龍真、和田武、加藤秀実、成島尚之
    • Organizer
      SMAシンポジウム2013
    • Place of Presentation
      ホテル華乃湯, 仙台
    • Year and Date
      20131114-20131115
  • [Presentation] 金属材料のセラミックスコーティング2013

    • Author(s)
      成島尚之、上田恭介
    • Organizer
      学振第176委員会(加工プロセスによる材料機能発現)第24回研究会
    • Place of Presentation
      エッサム神田ホール, 東京
    • Year and Date
      20131101-20131101
    • Invited
  • [Presentation] 二段階熱酸化法により作製したチタン上チタニア皮膜の評価2013

    • Author(s)
      佐渡翔太、上田恭介、成島尚之
    • Organizer
      日本金属学会 第153回大会
    • Place of Presentation
      金沢大学, 金沢
    • Year and Date
      20130917-20130919
  • [Presentation] Photocatalytic activity of TiO2 layer formed by two-step thermal oxidation2013

    • Author(s)
      S. Sado, K. Ueda, T. Narushima
    • Organizer
      The 8th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM8)
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      20130804-20130809
  • [Presentation] Surface treatment of titanium using thermal oxidation2013

    • Author(s)
      T. Narushima, K. Ueda, S. Sado
    • Organizer
      The 8th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM8)
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      20130804-20130809
    • Invited
  • [Presentation] Photocatalytic evaluation of anatase layer formed on Ti alloys by thermal oxidation2013

    • Author(s)
      S. Sado, K. Ueda, T. Narushima, M. Kawano, K. Ogasawara
    • Organizer
      International Symposium on Eco Topia Science 2013
    • Place of Presentation
      名古屋大学, 名古屋
    • Year and Date
      2013-12-14
  • [Remarks] 東北大学研究者紹介

    • URL

      http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/9f5b18e1cc2386fc0d96df94db9782c5.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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