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生体用Ti-Nb合金が示す特異軟化現象の発現メカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 26820315
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 構造・機能材料
研究機関大阪大学

研究代表者

當代 光陽  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10610800)

連携研究者 中野 貴由  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (30243182)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード生体材料 / Ti合金 / ω相変態 / 単結晶 / 疲労試験 / バリアント / 構造・機能材料 / 結晶工学 / 結晶成長 / 格子欠陥 / β型Ti-Nb合金 / 転位運動
研究成果の概要

β型Ti合金において発現する疲労軟化現象とω相バリアントの単一化について単結晶と疲労試験を用いて調査した.Ti-xNb合金ではNb濃度増加にともなってβ相が安定化する.β相の相安定性が低いTi-34Nb合金では全歪振幅が弾性変形内である場合,サイクル数が増加するにつれて最大荷重が増加し破断に至った.一方,全歪振幅が塑性変形領域ではサイクル数増加にともなって,最大荷重は増加し,約200サイクルにてピークを示した後,疲労軟化現象を示した.この疲労軟化前後でω相バリアントが選択され単一化されていることを透過型電子顕微鏡観察にて解明した.

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (26件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Microstructure and fracture toughness in boron added NbSi2(C40)/MoSi2(C11b) duplex crystals2016

    • 著者名/発表者名
      M. Todai, K. Hagihara, K. Kishida, H. Inui, T. Nakano
    • 雑誌名

      Scripta Materiali

      巻: 113 ページ: 236-240

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2015.11.004

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] β型Ti-15Mo-5Zr-3Al合金単結晶を用いた低ヤング率ボーンプレートの開発2015

    • 著者名/発表者名
      當代光陽,萩原幸司,石本卓也,山本憲吾,中野貴由
    • 雑誌名

      鉄と鋼

      巻: 101 号: 9 ページ: 501-505

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2015-044

    • NAID

      130005094601

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of phase stability on some physical and mechanical properties in β-Ti single crystal for biomedical applications2014

    • 著者名/発表者名
      M. Todai, P. Wang, K. Fukunaga and T. Nakano
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 783-786 ページ: 1372-1376

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.783-786.1372

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Temperature dependence of diffuse satellites in Ti-(50-x)Pd-xFe (14≦x≦20, at.%) alloys2014

    • 著者名/発表者名
      M. Todai, T. Fukuda and T. Kakeshita
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 615 ページ: 1047-1051

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Oriented Extracellular Matrix Similar to Anisotropic Bone Microstructure2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano, A. Matsugaki, T. Ishimoto, M. Todai, A. Serizawa, R. Suetoshi, Y. Noyama and W. Fujitani
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 783-786 ページ: 72-77

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.783-786.72

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of Zr based biomedical alloys with low Young’s modulus2016

    • 著者名/発表者名
      M. Todai, K. Fukunaga, T. Nakano
    • 学会等名
      9th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM9)
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Effect of boron addition for microstructure and toughness in NbSi2/MoSi2 duplex crystals2016

    • 著者名/発表者名
      M. Todai, K. Hagihara, K. Kishida, H. Inui, T. Nakano
    • 学会等名
      9th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM9)
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Athermal ω phase transformation and mechanical properties in binary Zr-Nb biomedical alloy2016

    • 著者名/発表者名
      M. Todai, K. Fukunaga, T. Nakano
    • 学会等名
      International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials (Thermec’2016)
    • 発表場所
      オーストリア(グラーツ)
    • 年月日
      2016-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザー積層造形法と純金属混合粉を用いたTi合金の開発2016

    • 著者名/発表者名
      當代光陽, 掘敬雄, 孫世海, 中野貴由
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会 平成28年度春季大会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of new single crystalline bone plate using an ISO certified biomedical Ti-15Mo-5Zr-3Al alloy2016

    • 著者名/発表者名
      M. Todai, K. Hagihara, M. Tane, T. Ishimoto, T. Nakano
    • 学会等名
      10th World Biomaterials Congress (WBC2016)
    • 発表場所
      カナダ(モントリオール)
    • 年月日
      2016-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電子ビーム積層造形法によるTiAl合金の組織制御と力学特性2016

    • 著者名/発表者名
      當代光陽, Liu Tianqui、萩原幸司, 安田弘行, 中野貴由, 池田亜矢子, 近藤大介, 長町悠斗, 上田実
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電子ビーム積層造形法で作製したTiAl合金の微細組織と疲労特性2016

    • 著者名/発表者名
      趙研, 小林良太, 安田弘行, 當代光陽, 中野貴由, 池田亜矢子, 近藤大介, 長町悠斗, 上田実
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高靭性B添加NbSi2/MoSi2複相シリサイド結晶におけるクリープ特性と変形組織2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木将裕, 當代光陽, 萩原幸司, 中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 微量B添加が複相シリサイド結晶におけるC40/C11b層状組織と力学的諸物性に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木将裕, 當代光陽, 萩原幸司, 中野貴由
    • 学会等名
      材料物性工学談話会 平成27年度第2回講演会&ポスター発表会
    • 発表場所
      京都大学(京都府左京区)
    • 年月日
      2016-01-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 微量のボロン添加がNbSi2/ MoSi2複相シリサイド結晶における層状組織と機械的特性におよぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木将裕, 當代光陽, 萩原幸司, 中野貴由
    • 学会等名
      平成27年度 第2回材料開発研究会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2015-12-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between ω-phase transformation and reduction of Young’s modulus in Ti-Nb-Al single crystals2015

    • 著者名/発表者名
      M. Todai, P. Wang, T. Nakano
    • 学会等名
      International symposium on processing and fabrication of advanced materials (PFAM 24)
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlling of oriented lamellar microstructure in NbSi2(C40)/MoSi2(C11b) duplex crystals2015

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, M. Todai, Y. Kitani, K. Hagihara, T. Nakano
    • 学会等名
      International symposium on processing and fabrication of advanced materials (PFAM 24)
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 生体骨程度の低ヤング率を示す単結晶ボーンプレートの創製2015

    • 著者名/発表者名
      當代光陽, 萩原幸司, 中野貴由
    • 学会等名
      第37回 日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高靭性B添加NbSi2/MoSi2複相シリサイドにおけるクリープ特性2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木将裕, 當代光陽, 萩原幸司, 中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会秋季大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] β型Ti-15Mo-5Zr-3Al合金を用いた単結晶ボーンプレートの開発2015

    • 著者名/発表者名
      當代光陽, 石本卓也,中野貴由
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第170回秋季講演大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 骨異方性構造の解析・制御・形成メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      中野貴由, 石本卓也, 松垣あいら, 當代光陽
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会東北ブロック講演会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 生体用β型Ti合金の低ヤング率化に向けた合金設計法2015

    • 著者名/発表者名
      當代光陽, P. Wang, 萩原幸司, 中野貴由
    • 学会等名
      関西バイオマテリアル学会第10回関西若手研究発表会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ti-28Nb-7Al合金単結晶における非熱的ω相と低弾性化2015

    • 著者名/発表者名
      當代光陽, P. Wang, 中野貴由
    • 学会等名
      軽金属学会 第128回春期大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 生体用Zr-Nb合金へのAl添加による非熱的ω抑制と低弾性化2015

    • 著者名/発表者名
      當代光陽,福永圭佑,中野貴由,野村直之,塙隆夫
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なる弾性率を有する骨プレート埋入による骨配向性への影響2015

    • 著者名/発表者名
      田中優衣, 石本卓也, 當代光陽, 中野貴由, 川西洋平, 坂井孝司, 村瀬剛, 吉川秀樹
    • 学会等名
      日本金属学
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 応力遮蔽抑制のための比低弾性インプラントの開発と骨配向性への影響2015

    • 著者名/発表者名
      田中優衣, 石本卓也, 當代光陽, 中野貴由, 川西洋平, 坂井孝司, 村瀬剛,吉川秀樹
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会関西支部平成26年度第2回材料開発会議
    • 発表場所
      関西大学吹田キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-01-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of B addition on the microstructure and mechanicalproperties of NbSi2/MoSi2 duplex crystal2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano, M. Todai, K. Hagihara
    • 学会等名
      MRS 2014 fall meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2014-12-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ti合金単結晶の特異物性とこれを利用した低弾性化2014

    • 著者名/発表者名
      當代光陽, 萩原幸司, 中野貴由
    • 学会等名
      第二回チタン若手交流会
    • 発表場所
      神戸製鋼所 高砂製作所 (兵庫県高砂市)
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロンを微量添加したMoSi2/NbSi2複相シリサイドの層状組織とクリープ特性の評価2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木将裕, 當代光陽, 萩原幸司,中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県名古屋市千種区)
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ti-Al-Nb-Mn合金における微細組織と力学特性2014

    • 著者名/発表者名
      Liu Tenqui, 當代光陽, 萩原幸司,Y.-W. Kim,中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県名古屋市千種区)
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] MoSi2/NbSi2複相シリサイドにおける層状組織と室温靭性へのボロン添加の影響2014

    • 著者名/発表者名
      當代光陽, 木谷友翔,萩原幸司,中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県名古屋市千種区)
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] バイオマテリアル研究の最前線2014

    • 著者名/発表者名
      當代光陽, 中野貴由(分担執筆)
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      日本金属学会
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻 中野研究室

    • URL

      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 大阪大学 中野研究室

    • URL

      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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