| 研究課題/領域番号 |
17H03419
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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 | 名城大学 |
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研究代表者 |
新家 光雄 名城大学, 理工学部, 特任教授 (50126942)
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| 研究分担者 |
赤堀 俊和 名城大学, 理工学部, 准教授 (00324492)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 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 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 生体用β型チタン合金 / TNTZ / 高酸素 / 力学的特性 / 降伏現象 / 歪速度 / 生体用材料 / 準安定β型チタン合金 / 高酸素添加 / 高強度・高延性 / 変形挙動 / ベータ型チタン合金 / 生体構造 / 特異力学特性 / 生体用金属材料 / ユビキタス元素 / 相変態 / β型チタン合金 |
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| 研究成果の概要 |
Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金（TNTZ)が引張り変形下における高強度・高延性を示す高酸素濃度範囲および高濃度酸素含有TNTZの引張り変形下におけるマクロ変形挙動を調査・検討することを目的とし、酸素濃度を大幅に変化させたTNTZの熱処理および顕微鏡組織観察、歪速度を変化させての引張り試験、引張り試験片表面での変形挙動の観察、引張り試験片破面の観察ならびに引張り試験後の試験片の後方散乱電子回折（EBSD）解析および透過型電子顕微鏡（TEM）組織観察を行い、高濃度酸素含有TNTZの強度および延性の両者が改善される変形メカニズムを酸素クラスター形成と結び付けることで解明することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
チタン合金では酸素は不純物元素と見なされ、脆化をもたらすとされて来たが、本研究成果ではそれを覆す結果が得られている。すなわち、Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金（TNTZ）では、高酸素添加により強度および延性の両者が向上する。そのメカニズムの解明は、TNTZだけでなく、他のチタン合金への適用が可能と考えられ、酸素を用いた高機能性チタン合金の合金設計および開発に貢献できると考えられ学術的な意義が高い。このことは、安価な侵入型元素である酸素を用いての高機能インプラント器具の開発が可能となる可能性とその低コスト化が期待され社会的意義も大きいと言えよう。
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