| 研究課題/領域番号 |
20K23043
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0907:口腔科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
山口 洋史 東北大学, 大学病院, 医員 (80876475)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | チタン / チタン合金 / 耐摩耗性 / 熱拡散 / 表面改質 / 傾斜構造 / Ti-Fe |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者は合金化によるチタンの耐摩耗性改善をテーマに研究を行い、Ti-Fe合金は耐摩耗性に優れることを明らかにした。また、鉄を融解せずに熱拡散させ、傾斜構造を持ったTi-Fe合金層はバルクのTi-Fe合金を上回る高耐摩耗性を示すことを見出した。本研究では、高耐摩耗性を示したTi-Fe拡散合金層の構造と性質を解明し、熱処理による拡散合金層の構造制御方法を開発する。また、チタン製医療機器に傷つかない表面を付与するための新しい表面改質法の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
チタンに鉄を熱拡散させることにより、チタン表層にTi-Fe拡散層を形成することができた。この拡散層では、表層から内部に向けて、鉄の濃度が緩やかかつ連続的に減少しており、表面と内部の間に界面が存在しない傾斜構造を形成していた。バルクにおいて耐摩耗性に優れていたTi-Fe合金のβ相を、いくつかの熱処理条件でチタン表層に形成することができた。また、鉄が拡散したチタン表層では耐摩耗性が向上した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
既存のチタンの耐摩耗性改善法では、硬質コーティング膜の脆性、硬質層と母材の間に存在する界面といった問題があった。本研究で得られたチタン表層に形成したTi-Feは、傾斜構造を有するため界面が存在せず、連続的にバルクのチタンと一体化しているため剥離しないと考えられる。また、拡散層の表面は耐摩耗性に優れることが明らかになった。Ti-Fe傾斜熱拡散層は、チタンの耐摩耗性改善のための新たな表面改質法として有望であると考えられる。
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