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TiNi系形状記憶合金の表層強加工による非晶質化の機構と生体適合性の評価

研究課題

研究課題/領域番号 16039209
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

土谷 浩一  豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (50236907)

研究分担者 原田 泰典  姫路工業大学, 工学部, 助教授 (30218656)
戸高 義一  豊橋技術科学大学, 研究基盤センター, 助手 (50345956)
梅本 実  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (90111921)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
2005年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2004年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード形状記憶合金 / 強加工 / 非晶質 / ナノ結晶 / ショットピーニング
研究概要

TiNi系形状記憶合金は、医療デバイスへの応用が急速に拡大しており、生体内環境におけるNiイオンの溶出を抑える表面処理法の開発が急務である。本研究ではショットピーニングによる表層非晶質化の条件、非晶質化による耐食性の変化を調べ、その機構を明らかにすることで生体適合性の向上を目指す。今年度は昨年度行った鋳鋼,WCショットに加え,鉄系金属ガラスショットを用いたピーニングによる微細組織の変化,及び耐食性の変化を明らかにすることに重点をおいた研究を行った。
金属ガラス製のショットを用い、空気式ショットピーニング装置を用いて噴射圧0.4MPa,0.7MPaで10秒から120秒までピーニングを行った。鋳鋼・WCと比べて金属ガラスショットの方が短時間で組織微細化が進むことが明らかになった。しかし噴射圧が高い場合は表面の摩耗が著しいことも明らかになった。
また,加工層の断面TEM観察の結果,鋳鋼で10秒程度のピーニングで表層約100nmの領域が非晶質/ナノ結晶化すること,またその下層のB2相には多量の{114},{112}変形双晶が生成することが明らかになった。別な試料のTEM観察では{114}面に平行な非晶質層の生成が確認された。以上のことより,TiNiの強加工による非晶質化には従来から言われていた転位密度の上昇のみならず,変形双晶の生成が関与する場合もあると考えられる。
また,ショット後(鋳鋼,0.4MPa)の試料についてその耐食性を評価するため,1規定の硝酸水溶液中での分極曲線測定を行った。その結果,ショット前の試料と比較すると,不動態保持電流密度が一桁程度低下し,耐食性の向上が確認された。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (7件)

  • [雑誌論文] TiNi系形状記憶合金の表層非晶質化/ナノ結晶化に与えるショットピーニング条件の影響2006

    • 著者名/発表者名
      曹 奇峰, 土谷浩一, 原田泰典, Dacian Tomus, 森井浩一, 戸高義一, 梅本実
    • 雑誌名

      日本金属学会誌 (掲載予定)

    • NAID

      10018161187

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface Amorphization of TiNi Shape Memory Alloy by Shot Peening2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tsuchiya, H.Nakayama, Y.Todaka, M.Umemoto, K.Morii
    • 雑誌名

      J.Metastable and Nanocrystalline Solids 24-25

      ページ: 615-618

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Martensitic Transformation and Mechanical Behavior of TiNi Shape Memory Alloys after Severe Plastic Deformation2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tsuchiya, M.Inuzuka, A.Hosokawa, D.Tomus, H.Nakayama, K.Morii, Y.Todaka, M.Umemoto
    • 雑誌名

      Mater.Sci.Forum 503-504

      ページ: 419-424

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Heat Treatments on Microstructures and Shape Memory Effect in TiNi Foils Produced from Ultrafine Laminates2004

    • 著者名/発表者名
      D.Tomus, K.Tsuchiya, T.Nagano, A.Hosokawa, M.Umemoto
    • 雑誌名

      Transaction of the Materials Research Society of Japan 29(7)(to be published in)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Property of TiNi Shape Memory Foils Produced by Ultrafine Laminates Method2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tsuchiya, D.Tomus, M.Umemoto, M.Sasaki
    • 雑誌名

      Mater.Sci.Forum 449-452

      ページ: 1321-1324

    • NAID

      10013507844

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface Amorphization in Intermetallic Compounds by Shot Peening2004

    • 著者名/発表者名
      H.Nakayama, K.Tsuchiya, Y.Todaka, M.Umemoto, K.Morii, T.Shimizu
    • 雑誌名

      Mater.Sci.Forum 449-452

      ページ: 197-200

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of Heat Treatment on Phase Transformation of Ni-rich TiNi Foils Produced via Ultrafine Laminates2004

    • 著者名/発表者名
      D.Tomus, K.Tsuchiya, T.Nagano, A.Hosokawa, T.Ohmori, M.Sasaki, Y.Todaka, M.Umemoto
    • 雑誌名

      Mater.Trans. 45

      ページ: 219-224

    • NAID

      10012642942

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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