異なる焼結状態で切削加工したナノZRの疲労耐久性

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26870604
• Research Institution: Tokyo Dental College
• Principal Investigator: 高野 智史 東京歯科大学, 歯学部, 助教 (40615382)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ジルコニア / ナノジルコニア / 二軸曲げ試験 / 疲労

Outline of Annual Research Achievements

歯科医療におけるジルコニアの臨床応用にはCAD/CAM 技術の応用が不可欠である。その加工精度と時間は被削材料の性質に依存する部分が大きく、 現在広く流通しているイットリア安定化ジルコニア(Y-TZP)の大部分は半焼結体を切削後、完全焼結するシステムである。一方、Y-TZP 以上の優れた機械的性質を示し、表面処理後も十分な強度を有するCe-TZP /Al2O3 ナノ複合体(ナノZR) はY-TZP 以上の臨床有用性が期待されるジルコニアであるが、完全焼結体の切削を基本とし、その硬さゆえ切削効率の低さが欠点である。最終的な機械的強度が十分なら、半焼結体を切削後に完全焼結焼結した方が効率的である。そこで、本研究は、異なる焼結状態で切削加工したナノZRの疲労耐久性を明らかにすることを目的とした。
まず、異なるナノZR 製円板(直径13mm 厚さ0.5mm)を機械研磨(＃1000 仕上げ，Ra＝0.2μm)したもの、表面処理(グリットブラスト+HF エッチング)を施したものに対してISO6872に準じた二軸曲げ試験と繰り返し疲労試験を行い疲労強度の計測を行う。計測された二軸曲げ強度に対する疲労強度の割合を算出し、比較していくこととした。
機械研磨したものの二軸曲げ強さは半焼結体を加工したもの、完全焼結体を加工したものにおいてそれぞれ1244±43MPa、1320±50MPaであり、表面処理したもので1070±60MPa、1069±12MPaであった。二軸曲げ強さは機械研磨群と表面処理群間に有意差が認められた。一方、半焼結体を加工した群と完全焼結体を加工した群間に有意差が認められなかった。また、繰り返し荷重試験では、すべての条件において480MPa相当の100万cycleの繰り返し荷重に対する耐久性を示した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成26年度の目標は異なる焼結状態で切削加工したナノZR の疲労耐久性についての結果が得られたことで、ほぼ達成できたと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度の実験計画は予定通り達成できたため、平成27年度は当初の計画の通り、ナノZRの破断面を観察していく予定である。

Causes of Carryover

当初、平成26年度に学会発表を予定していたが、研究結果を得るのが若干遅れたため、学会発表を27年度に行うこととした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

当初、平成26年度に予定していた学会発表を27年度に行うこととしたため、学会の旅費として使用する予定である。