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強度及び分解速度の最適化に向けた生体吸収マグネシウム合金の組織制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K03868
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

朱 疆  東京工業大学, 工学院, 助教 (70509330)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード塑性加工 / 組織制御 / バニシング加工 / 表面処理 / 生体吸収材料 / 表面改質 / 生体吸収マグネシウム合金 / 生体材料 / 分解速度最適化 / 結晶方位 / 腐食速度
研究成果の概要

本研究は生体吸収マグネシウム合金を用いた高機能化した低侵襲医療デバイスの実用化を実現するため,バニシング加工によりマグネシウム合金の表層部結晶組織を制御することで,生体吸収マグネシウム合金製品の任意の部分の強度制御および分解速度の制御を実現することを提案している.加工パラメータを精密に制御可能なバニシング加工システムを構築し,各加工パラメータが表面特性(表面粗さ,硬さ,加工硬化層の深さ)及び結晶組織(結晶粒径,結晶方位)に与える影響を明らかにした.更に,提案した手法で生体吸収マグネシウム合金の耐食性の向上に有効であることを確認したうえで,耐食性を向上するメカニズムを解明した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体吸収マグネシウム合金は非常に魅力的なインプラント材料であり,ドイツ・ハノーバー大学のグループが中心として研究が開始され,近年米国,英国,および中国にも数多くの研究がなされている.一方,医療分野の市場が大きい日本では,マグネシウム合金の医療応用の研究が限られており,多くのインプラント製品は欧米から輸入されているのが現状である.本研究では,マグネシウム合金の医療用デバイス材料としての実用化を進めるための基盤技術であり,日本の高度なものづくり技術および加工技術と融合することにより,マグネシウム合金を用いた医療用デバイスの実用化が期待される.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Investigation of Corrosion Resistance Enhancement for Biodegradable Magnesium Alloy by Ball Burnishing Process2020

    • 著者名/発表者名
      Cao Chenyao,Zhu Jiang,Tanaka Tomohisa,Pham Dinh Ngoc
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 14 号: 2 ページ: 175-183

    • DOI

      10.20965/ijat.2020.p0175

    • NAID

      130007806123

    • ISSN
      1881-7629, 1883-8022
    • 年月日
      2020-03-05
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ball Burnishing of Mg Alloy Using a Newly Developed Burnishing Tool with On-Machine Force Control2019

    • 著者名/発表者名
      Cao Chenyao, Zhu Jiang, Tanaka Tomohisa, Shiou Fang-Jung, Sawada Shunichi, Yoshioka Hayato
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 13 号: 5 ページ: 619-630

    • DOI

      10.20965/ijat.2019.p0619

    • NAID

      130007703288

    • ISSN
      1881-7629, 1883-8022
    • 年月日
      2019-09-05
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Influence of Burnishing Process on Microstructure and Corrosion Properties of Mg Alloy AZ312019

    • 著者名/発表者名
      Chenyao Cao, Jiang Zhu, Tomohisa Tanaka
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Surface Enhancement
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Corrosion Resistance Enhancement of Biodegradable Magnesium by Ball Burnishing Processing2019

    • 著者名/発表者名
      Jiang Zhu, Chenyao Cao, Tomohisa Tanaka
    • 学会等名
      The Tenth International Forum on Advanced Material Science and Technology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボールバニシング加工の加工条件がマグネシウム合金の表面改質効果に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      Cao Chenyao, 朱疆, 田中智久, 酒井康徳
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Modification of Metal Structure Based on Burnishing Processing2018

    • 著者名/発表者名
      Chenyao Cao, JIANG ZHU, TOMOHISA TANAKA, Yasunori Sakai
    • 学会等名
      the 18th International Machine Tool Engineers` Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Advanced Surface Enhancement2019

    • 著者名/発表者名
      Chenyao Cao, Jiang Zhu, Tomohisa Tanaka
    • 総ページ数
      360
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811500541
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 定力制御バニシング加工を用いた均一な改質層の創成

    • URL

      http://www.chitose.mep.titech.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 定力制御を可能としたボールバニシング工具の開発

    • URL

      http://www.chitose.mep.titech.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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