金属焼付陶材の焼成速度と残留応力の関係に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62570878
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 浅岡 憲三 徳島大学, 歯学部, 助教授 (50014189)
• Keywords: 残留応力 / 金属とセラミックスの接合 / 複合材料 / 歯科補綴物の応力解析 / 熱変形 / 熱応力 / 粘弾性応力解析

Research Abstract

金属焼付陶材の焼成過程での内部応力と熱変形を計算するプログラム, すなわち異種材料を積層した複合材料の熱変形問題に関するプログラムを以下の点を検討して作成した.
1.加熱/冷却過程での材料内温度分布は熱伝導方程式の解析解より求めた.
2.前記の温度場で生じる内部応力, 材料の変形は不静定梁の理論より導いた.
3.材料の弾性係数, 熱膨張係数, 粘性係数の温度依存を考慮した.
4.相変態と加熱/冷却速度の関係を考慮した.
シミュレーションに必要な素材の物理的性質を測定した. 各種市販合金, 市販陶材について熱膨張係数, 陶材の転移温度領域での性質を明らかにした. 上記のプログラムと測定データを用いて, 歯科焼付用陶材の焼成過程での冷却速度と残留応力の関係を明らかにした. また, 残留応力の発生メカニズムを連続体力学の立場から考察し, その制御方法につき検討した. また, 陶材の加熱過程をシミュレートし, その結果から測定時の加熱速度, 負荷荷重が陶材の変形温度, 荷重軟化温度に及ぼす影響を明らかにした.
次に, 合金と2層の陶材を積層したモデルに対し解析を試み, 合金と陶材の不適合性について, 冷却速度, 熱膨張係数のミス・マッチと残留応力, 熱変形の関係を調べ, 考察した.
以上の解析は平板積層モデルに対してなされたが, 歯科補綴物の焼成問題へ適用するには, 平板モデル同様円筒モデルに対する解析も重要であるところから, 現在, 軸対称モデルの解析方法につき検討中である.

Research Products

• [Publications] 浅岡憲三: 歯科材料・器械. 6-9. 17-18 (1987)
• [Publications] 浅岡憲三: 日本材料学会, 第36期学術講演会前刷. 250-252 (1987)
• [Publications] 浅岡憲三: 歯科材料・器械. 6-ヲ」10. 124-125 (1987)
• [Publications] 浅岡憲三: 日本複合材料学会, 第12回複合材料シンポジウム講演要旨集. 13-16 (1987)
• [Publications] 浅岡憲三: Journal of Dental Research. 1212 (1988pe.)
• [Publications] 浅岡憲三: Transactions for 3rd World Biomaterials Congress. (1988)