| 研究課題/領域番号 |
19K22059
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪市立大学 (2021)
大阪大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
多根 正和 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (80379099)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 塑性変形 / 相変態 / チタン合金 / 弾性論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
骨折用プレート等の生体インプラント(埋入用)材料の応用において、チタン合金等の生体インプラント用材料の低ヤング率化が求められている。最近、低ヤング率化を実現したβ型チタン合金において、その弾性率が塑性変形およびそれに伴うオメガ変態(変形誘起オメガ変態)によって低下する可能性が明らかとなった。そこで、本研究では変形誘起オメガ変態に関連した弾性率軟化のメカニズムを明らかにし、新規な変形誘起オメガ変態理論を構築することで、塑性変形およびそれに伴うオメガ変態を考慮したチタン合金の低弾性率化のための新たな材料設計指針を構築する。
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| 研究成果の概要 |
低弾性率化のためにbcc構造の安定性を低下させたTi合金において、bcc構造の安定性に依存した塑性変形モードと変形誘起オメガ変態に伴う弾性率変化を明らかにした。さらに、Effective-mean-field理論によるオメガ相形成に伴う弾性率変化の解析および変形双晶の形成に伴う弾性率変化の解析を組み合わせることによって、塑性変形に伴う弾性率変化を考慮して生体インプラント材料の設計が可能であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体用インプラント材料として重要な低弾性率化を実現したbcc構造を有するTi合金・単結晶に対して、bcc構造の安定性に依存した変形モードによる塑性変形と変形誘起オメガ変態に伴う弾性率変化との相関関係を明らかにしたことが本研究の学術的意義である。さらに、塑性変形および変形誘起相転移に伴う弾性率変化を考慮して生体インプラント材料の設計が可能であることを示したことが社会的意義として挙げられる。
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