| 研究課題/領域番号 |
19J23030
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分90120:生体材料学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
鳥谷部 綾乃 東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 超弾性 / 形状記憶 / マルテンサイト変態 / 微細組織 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
革新的なステント用形状記憶合金の開発のため，AuCuAl合金の超弾性発現温度（相変態開始温度）を体温まで引き下げることを目指す．申請者は相変態開始温度が合金の配置のエントロピーの影響を受けると考えており，これらの関係を明らかにすることを目的とする．様々な熱処理を施した合金について，変態温度の測定，電子顕微鏡による組織および原子配列の観察を行い，配置のエントロピーが変態温度に及ぼす影響を明らかにする．
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| 研究実績の概要 |
本研究では、良好なX線－MRI造影性、抗菌性、超弾性を兼ね備えた革新的材料の開発を目的としている。上記の特性を兼備するAu-Cu-Al合金は、十分な超弾性を示す組成において動作温度が体温よりも高く、応用には至らない。反対に、動作温度が適当である組成の合金は、非常脆く、応用に至らない。これまでの研究結果より、動作温度が適当な合金の延性を向上させることが現実的であると考えた。
そこで、生体材料としての応用、および状態図を考慮し、三元系合金へのAg添加を考えた。Agは延性のよいfcc金属であり、溶体化処理温度において、Au、Cu、Alに対する固溶限が小さい。従って、AgはAu-Cu-Al合金に対して延性の良い第二相として導入されると考えた。
結果として、Agは延性相としてAu-Cu-Al合金に導入された。第二相のない、マトリクス単相から成るAu-Cu-Al-Ag合金は、引張試験において弾性変形中に破断したが、延性相が導入されたAu-Cu-Al合金は弾性域を超えて変形することができた。これはマトリクスの粒界上に第二相として導入された延性相によって、破壊の起点が減少したこと、および亀裂の伝搬が抑制されたことが原因であると考えられた。
また、続く研究として二相合金の更なる延性向上が挙げられた。二相合金のマルテンサイト変態挙動、および塑性変形挙動を理解するためには、まず、応力下でのAu-Cu-Al三元系合金のバルク材に関する変態・変形挙動を研究する必要があった。変態・変形挙動については、圧縮軸に対して様々な方位を持つ単結晶についてIn-situ圧縮試験を行い、二面解析を行うことで明らかにしようと考えた。令和2年度は、昨年度得た単結晶材から研磨によって試験片を作製し、方位解析を行った。また、テスト試験を行い、試験装置を調整した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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