| 研究課題/領域番号 |
16H04514
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
金 へよん 筑波大学, 数理物質系, 教授 (20333841)
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| 研究協力者 |
宮崎 修一
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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| キーワード | マルテンサイト変態 / 形状記憶合金 / 超弾性合金 / ジルコニウム合金 / 集合組織 / 力学特性 / 生体材料 / Zr合金 / 構造・機能材料 |
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| 研究成果の概要 |
生体適合性に優れMRIアーチファクトの少ない新規生体用形状記憶合金および超弾性合金を開発するため、Zr-Nb合金系をベースとした合金を設計し、マルテンサイト変態特性と変形特性を調査した。Zr-Nb合金において超弾性の発現にはオメガ相の抑制が重要であることとSnとAlがオメガ相の抑制に有効であることを明らかにした。Zr-Nb系合金の結晶構造、微細組織、機械的特性に及ぼすSnとAlの影響を系統的に調査し、形状記憶効果および超弾性を示す組成範囲を明らかにした。Zr-Nb-Al、Zr-Nb-Sn系合金は、低磁化率、生体適合性、形状記憶効果・超弾性を併せ持つ新たな生体材料として有望であることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Zr-Nb-Al系およびZr-Nb-Sn系合金の結晶構造、微細組織、機械的特性に及ぼすAl、Sn、Nb濃度の影響を系統的に調査し、低磁化率および超弾性を示す新規Zr合金の開発に成功した。結晶学的理論を用いマルテンサイト変態の結晶学的パラメータを計算し、Zr合金におけるマルテンサイト変態の結晶学の確立に貢献した。Zr系合金での形状記憶効果および超弾性発現は世界初であり、MRIアーチファクトの少ない新たな生体用超弾性合金の開発に貢献する成果が得られた。医療用のデバイスやインプラント用の合金としての応用が期待できる。
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