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放射光によるジルコニアバイオセラミックスの擬似体液中でのその場相変態観察

研究課題

研究課題/領域番号 14655262
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 構造・機能材料
研究機関兵庫県立大学 (2004)
姫路工業大学 (2002-2003)

研究代表者

椿野 晴繁  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00109894)

研究分担者 木下 博雄  兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (50285334)
山本 厚之  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70220449)
福本 信次  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60275310)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード部分安定化ジルコニア / シンクロトロン放射光 / 相変態 / インプラント材 / アルミナ / 中性子線回折 / バイオ / ジルコニア / イットリア / 変態 / 集合組織 / ジルコニアセラミックス / 放射光 / 拡散型
研究概要

21世紀の初頭には我が国の人口の25%以上が65歳以上の高齢化社会になることが予測されている.そのため,安全に長期間使用できるインプラント材の開発が進められている.部分安定化ジルコニア(PSZ)は,高強度,高靭性などの優れた性質を有するため.インプラント材としての利用が期待されている.その優れた性質は正方晶(T)→単斜晶(M)相変態に深く関わっており,Y_2O_3およびAl_2O_3量,また環境によって左右される.本研究では,PSZを医療の現場で使用した場合を考え,その熱的安定性について組織学的に,また中性子回折およびシンクロトロン放射光回折を用いて調べた.
ZrO_2-Y2O_3の平均結晶粒径はAl_2O_3添加量が増大するにつれて大きくなった.また昇温時の膨張,収縮量,降温時の膨張量もAl_2O_3の添加量に比例して増加した.DSCのシグモイダル曲線はAl_2O_3を添加することによって短時間側にシフトし,飽和に達するまでに長時間を要するようになった.またAl_2O_3を添加することによって,集合組織に変化が認められた.AFM観察の結果,T-M変態は多方向に分岐して進展することが明らかになった.つまり,Al_2O_3添加によって変態時の配向性を抑制し,T-M変態の進展を多方向に分岐させることによって変態が生じやすくなり,機械的性質向上につながることが示唆された.
シンクロトロン放射光回折および中性子線回折を利用することで,試料の極表面近傍の深さ方向の情報を得ることに成功した.そのほか,水溶液中での変態その場観察を実現するため,軟X線顕微鏡の開発を行っており,今後の実用化が期待される.

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Isothermal Tetragonal-to-Monoclinic Phase Transformation in a Zirconia-Yttria System2005

    • 著者名/発表者名
      H.Tsubakino
    • 雑誌名

      Mater.Trans. 46(7)(in press)

    • NAID

      10016618951

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ジルコニア-イットリア系セラミックスのT-M変態に対するアルミナ添加の影響2004

    • 著者名/発表者名
      田中貴章, 井上智博, 井上博史, 椿野晴繁
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 51(9)

      ページ: 641-645

    • NAID

      10013560331

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 中型放射光施設ニュースバルとその産業応用2004

    • 著者名/発表者名
      椿野晴繁
    • 雑誌名

      材料と環境 53(1)

      ページ: 7-12

    • NAID

      10011960242

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The New SUBARU Medium Synchrotron Radiation Facility and Its Industrial Application2004

    • 著者名/発表者名
      Harushige Tsubakino
    • 雑誌名

      Corrosion Engineering 53(1)

      ページ: 9-20

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Tetragonal-to-Monoclinic Phase Transformation in Zirconia-Yttria Ceramics with and without Alumina Addition2004

    • 著者名/発表者名
      H.Tsubakino, T.Tanaka, N.Tanaka, H.Inoue
    • 雑誌名

      Proc.Inter.Conf. on High-Temperature Ceramic Matrix Composites, Am.Ceram.Soc.

      ページ: 359-364

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 田中貴章, 井上智博, 井上博史, 椿野晴繁: "ジルコニア-イットリアセラミックスのT-M変態に及ぼすアルミナ添加の影響"粉体および粉末冶金. (発表予定).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tsubakino, T.Tanaka, N.Tanaka, H.Inoue: "Tetragonal-to-Monoclinic Phase Transformation in Zirconia-Yttria Ceramics with and without Alumina Addition"Proc.HTCMC-5. (in press).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tsubakino: "Isothermal Transformation Behavior of Tetragobnal-to-Monoclinic Phase In Zirconia-Yttria Ceramics"Proceedings of International Ceramic Conference (AUSTCERAM 2002). 151 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tsubakino, N.Matsuura, N.Tanaka, T.Tanaka: "Relationship between Ms and TTT curves of Tetragonal-Monoclinic Martensite Transformation in Zirconia-yttria System with and without Alumina Addition"Proceedings of International Ceramic Conference (AUSTCERAM 2002). 97 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] I.M.Low, A.van Riessen, H.Tsubakino, B.H.O'Connor, N.Kirby: "Characterisation of Isothermal Ageing of Partially-Stabilized Zirconia using Neutron and Synchrotron Radiation Diffraction"Proceedings of International Ceramic Conference (AUSTCERAM 2002). 187 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tsubakino, N.Matsuura: "Relationship between Transformation Temperature and Time-Temperature-Transformation Curves of Tetragonal-to-Monoclinic Martensitic Transformation in Zirconia-Yttria System"Journal of American Ceramic Society. 85,8. 2102 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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