| 研究課題/領域番号 |
14350365
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
井口 泰孝 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90005413)
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| 研究分担者 |
成島 尚之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20198394)
大内 千秋 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00312603)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| キーワード | 生体材料 / ステンレス鋼 / 回転曲げ疲労試験 / イオン溶出 / ハンクス溶液 / 乳酸溶液 / 摩耗粉 / 擦過腐食 |
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| 研究概要 |
ステンレス鋼製生体刺激電極およびチタン製ワイヤーの回転曲げ疲労試験を310K、擬似体液中で行い、その疲労特性を明らかにした。
1.ステンレス鋼製生体刺激電極
(1)生体刺激用電極材料として開発されたFe-22Cr-10-Ni-6Mo-0.4Nオーステナイト系ステンレス鋼は、低曲げ応力領域において従来材であるSUS316Lよりも優れた疲労強度を示した。
(2)1%乳酸溶液中における溶出イオン濃度は、ステンレス鋼組成とほぼ一致した。一方、Hanks溶液中では、疲労試験時間に関係なくイオン溶出は低濃度に抑制された。また、検出されるイオン濃度は、Ni>Cr>Feとなることを明らかにした。
(3)疲労試験後にHanks溶液中における生成物として、棒状のβ-FeOOHの存在が確認された。β-FeOOH中にはCrが固溶していることがHanks溶液中における低いFeおよびCrイオン濃度の原因と考えられた。
2.チタン製ワイヤー
(1)当研究室で開発したβ型チタン合金(Ti-14Mo-3Nb-1.5Zr-0.080)を素材として作製した直径100mmの細線では、C.P.Tiよりも高い疲労強度が得られた。
(2)市販の直径100μmのC.P.チタン細線の疲労強度は引張り強度の約3割に留まった。これは細線化プロセスにおいて形成された表面のクラックが疲労破壊の起点となったためと考えられる。
(3)DLC(diamond like carbon)をコーティングした直径100μmのC.P.チタン細線では、疲労強度は引張り強度の7割程度となった。これらは、DLCコーティングプロセスの最適化によりチタン細線の疲労特性が向上する可能性のあることを示唆する。
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