| Project/Area Number |
21K14395
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 26010:Metallic material properties-related
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
Tasaki Wataru 筑波大学, 数理物質系, 助教 (00875916)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
|
|---|
| Keywords | 生体用金属材料 / 超弾性合金 / 形状記憶合金 / 低磁化率合金 / マルテンサイト変態 / 微細組織 / 相安定性 / 生体用低磁化率合金 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究では優れた担持力としなやかさを示す超弾性特性とインプラント後のMRI検査を可能とする低磁化率を両立した生体用合金の開発を目指し、Tiよりも磁化率の低いZrとHfを中心とした4族元素-5族元素で構成された合金の結晶構造、相変態挙動、微細組織の組成依存性を調査し、熱力学的・結晶学的な観点に基づいた低磁化率超弾性合金の設計指針の確立を目指す。
|
| Outline of Final Research Achievements |
In this research throughout three years, development and research of superelastic and shape memory alloys with high biocompatibility and compatibility of a magnetic resonance imaging technique were conducted. Among various elements, Zr and Hf were focused because of the lower magnetic susceptibility than that of Ti. For the superelasticity and shape memory effect, Nb was added because of the high biocompatibility and a role as β phase stabilizer. In order to suppress ω phase generally leading brittleness, Sn was added as ω phase suppressor. Accordingly, (Ti-Zr-Hf)-Nb-Sn alloys with different amounts of elements were manufactured and evaluated. As results, magnetic susceptibility decreases with increasing in the Zr and Hf contents, and superelasticity and shape memory effect were present at specific amounts of elements. These alloy developed in this research can be candidates for the biocompatible superelastic and shape memory alloy with MRI compatibility.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
磁気共鳴画像法(MRI)は医療診断に広く利用されているが、生体用合金を体内外に有している場合、生体組織と合金の磁化率の差に起因して影や歪などを生じ診断を困難なものとする。そのため低磁化率な超弾性合金の開発が求められている。ZrとHfはTiに比べ磁化率が低いことから超弾性合金の主成分として有望であるが詳細な調査はなされていなかった。本研究ではZrとHfを含む合金の構成相や微細組織、力学的特性ついて評価し、低磁化率でかつ超弾性特性が現れる組成範囲を明らかにした。本結果はMRIに対応可能な生体用超弾性合金の設計指針の確立と、アーチファクト低減による正確な画像診断に寄与するものである。
|
