| 研究課題/領域番号 |
16K21567
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
材料加工・組織制御工学
生体医工学・生体材料学
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| 研究機関 | 仙台高等専門学校 |
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研究代表者 |
森 真奈美 仙台高等専門学校, 総合工学科, 助教 (80731512)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 生体用金属材料 / ナノε組織 / 熱間加工 / 結晶粒超微細化 / ラインプロファイル解析 / ε相 / 転位密度 / 生体用Co－Cr－Mo合金 / 結晶粒微細化 / 動的変態 / マルテンサイト変態 / 生体用Co-Cr-Mo合金 / 生体材料 / 結晶・組織制御学 |
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| 研究成果の概要 |
生体用Co－Cr－Mo合金は耐摩耗性や耐食性に優れることから、様々な整形外科用デバイスに使用されている。当該合金はfcc構造のγ相とhcp構造のε相から構成されるが、本研究ではこれまで研究例が少ないものの優れた耐摩耗性や力学特性が明らかになりつつあるε相に着目し、熱間加工を用いた結晶粒微細化に取り組んだ。その結果、高温変形中に準安定γ相において起こる動的相変態により、平均結晶粒径1 μm以下のε相組織を得ることに成功し、極めて高い硬度が得られることを明らかにした。また、高温変形中のin-situ中性子回折測定により、動的相変態における組織変化が生じることを初めて見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
整形外科用ロッド等に使用される生体用Co－Cr－Mo合金は、長寿命化の観点から更なる高強度化が重要な課題である。そこで、耐摩耗性に優れるが研究例が少ないε相に着目し、結晶粒超微細化を組み合わせることにより、本合金の更なる強度化や新規な高強度化手法の確立することができた。また、超微細ε組織の形成は加工誘起マルテンサイト変態と関連していることが示唆され、新しい動的変態メカニズムの可能性を見出し、学術的に重要な知見を得ることができた。
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