ナノ構造生体コーティングのガストンネルプラズマ溶射
Project/Area Number |
05F05102
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 外国 |
Research Field |
Material processing/treatments
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
小林 明 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
MORKS HANNA Magdi Farouk 大阪大学, 接合科学研究所, 外国人特別研究員
MORKS HANNA Magdi F 大阪大学, 接合科学研究所, 外国人特別研究員
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Project Period (FY) |
2005 – 2006
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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Budget Amount *help |
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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Keywords | プラズマ溶射 / アパタイト / 生体コーティング / ビッカース硬さ / 気孔率 / ガストンネル型 / 耐摩耗性 |
Research Abstract |
ガストンネル型プラズマ溶射によりハイドロキシアパタイト(HA)膜をステンレス基板上に作製し、得られたHA膜の膜組織・構造及びその機械的特性を明らかにした。また、アパタイト、SiO_2からなる複合生体コーティングの研究を行い、以下の結果を得た。 1.L=60mmで作製したHA膜断面のビッカース硬さは電流が350AまではHv=200程度であるが、400A以上で急激に硬度が上昇し、500Aでは、Hv=450程度となる。また、HA膜の皮膜断面の気孔率は、硬度特性と対応し、低電流ではHA膜の気孔率がp=30%であるが、電流値450A以上では、気孔率p=5%となり、緻密で高硬度のHA膜が作製される。HA膜の耐摩耗性については、アーク電流が増加すると、HA膜断面の硬度が急激に上昇するのに対応し、HA膜の摩耗量は450A以上で急激に減少し、耐摩耗性が向上する。 2.このHA膜断面の密度分布、気孔率分布を測定するとともに、膜断面の硬度分布など機械的特性を解明し、それらの傾斜機能性を明らかした。皮膜表面から50μmまでは表面硬度が高く、摩耗量も表面50μまでは非常に小さい値となり、表面層が耐摩耗性に優れることがわかった。 3.HA膜特性のガン電流依存性を明らかにした。ガン電流が0Aから増加すると、XRDによりHA膜の結晶性が崩れる。ガン電流100Aでは、全入力が低下するため、未溶融の溶射粒子が増加し、気孔が増え、硬度がHv=450から400程度と若干低下した。 4.HA膜についてガラス構造のSiO_2との複合化を行った。SiO_2混合比の増加により、気孔の少ない緻密な硬い皮膜が得られた。この場合、SiO_2は、HA膜中で球状の形をして存在した。SiO_2混合比が大きくなると耐摩耗性に優れることがわかった。アパタイト、SiO_2の最適混合率を検討し、複合生体コーティングの設計指針を求めた。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)