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チタン系バイオマテリアルの特異な熱物性による新機能化

研究課題

研究課題/領域番号 18860011
研究種目

若手研究(スタートアップ)

配分区分補助金
研究分野 構造・機能材料
研究機関東北大学

研究代表者

仲井 正昭  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20431603)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,820千円 (直接経費: 2,820千円)
2007年度: 1,410千円 (直接経費: 1,410千円)
2006年度: 1,410千円 (直接経費: 1,410千円)
キーワード生体材料 / チタン合金 / 熱膨張
研究概要

近年、生体用金属材料の分野では、機械的性質のみならず、低弾性率機能および超弾性機能などの機能性も兼ね備えたβ型チタン合金の研究開発が精力的に行われている。当研究室において開発された生体用β型チタン合金Ti-29mass%Nb-13mass%Ta-4.6mass%Zr合金(TNTZ)の基礎熱物性を調べる中で、冷間圧延材において、加熱に伴う膨張がほとんどない、あるいは加熱により膨張せず収縮するといった特異な熱膨張特性を示す場合があることを見出した。この特性を制御することができるようになれば、TNTZに新たな付加価値を付与することとなり、熱的な形状変化を嫌う精密医療用デバイスなどへの応用も期待される。そこで、本研究では、TNTZの特異な熱膨張特性の発現条件の明確化およびその機構解明を目的としている。
本年度は、以下の成果を得た。
(1)圧下率90%の冷間圧延を施したTNTZの圧延方向(RD)およびそれに対して垂直方向(TD)の熱膨張特性を調査した。その結果、RDには加熱とともに収縮し、TDには冷間圧延を施していないTNTZよりも大きく膨張する傾向が認められた。
(2)圧下率90%の冷間圧延を施したTNTZの繰返し加熱および冷却におけるRDの熱膨張特性を調査した。その結果、473Kまでの温度変化に対しては特異な熱膨張特性の可逆性が認められたが、それ以上の温度では、一度でも加熱すると特異な熱膨張特性が消失した。
(3)冷間圧延を施したTNTZでは、RDに[110]βの集合組織の形成が認められた。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Mechanical Behaviors of Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr-XO for Biomedical Applications Subjected to Cold Working and Various Heat Treatments2007

    • 著者名/発表者名
      M. Niinomi, T. Akahori, M. Nakai and H. Ishikawa
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum 561-565

      ページ: 1471-1476

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体用Ti-Ta-Zr系β型チタン合金の物理的特性に及ぼす加工および熱処理の影響2007

    • 著者名/発表者名
      仲井正昭, 新家光雄, 赤堀俊和, 石川浩史, 小川道治, 福井壽男
    • 雑誌名

      第140回日本金属学会講演概要

      ページ: 87-87

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr-XO(X=0.1,0.2,0.4 mass%)合金の時効析出と機械的性質2006

    • 著者名/発表者名
      仲井正昭, 新家光雄, 赤堀俊和, 石川浩史, 小川道治, 福井壽男
    • 雑誌名

      第139回日本金属学会講演概要

      ページ: 314-314

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 冷間加工および種々の熱処理を施したTi-29Nb-13Ta-4.6Zr-XO合金の機械的性質2006

    • 著者名/発表者名
      石川浩史, 新家光雄, 赤堀俊和, 仲井正昭, 戸田裕之, 小川道治
    • 雑誌名

      軽金属学会第111回春季大会講演概要

      ページ: 297-298

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 冷間圧延したTi-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の熱膨張特性の方位依存性2008

    • 著者名/発表者名
      馮孝亮, 新家光雄, 仲井正昭, 赤堀俊和, 小川道治
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      武蔵工業大学
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 冷間圧延したTi-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の熱膨張特性2007

    • 著者名/発表者名
      仲井正昭, 新家光雄, 赤堀俊和, 小川道治
    • 学会等名
      軽金属学会
    • 発表場所
      千葉大学
    • 年月日
      2007-11-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の特異な熱膨張特性2007

    • 著者名/発表者名
      仲井正昭, 新家光雄, 赤堀俊和, 小川道治, 福井壽男
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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