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2018 年度 実績報告書

低磁性多元ジルコニウム合金特性に及ぼす成分元素の影響

研究課題

研究課題/領域番号 15H03018
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

塙 隆夫  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (90142736)

研究分担者 堤 祐介  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (60447498)
土居 壽  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (30251549)
蘆田 茉希  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (50708386)
陳 鵬  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 特任助教 (70708388)
中石 典子 (寺田)  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 技術職員 (60374550)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードジルコニウム合金 / 低磁化率 / 機械的性質 / 結晶構造
研究実績の概要

磁気共鳴画像診断法(MRI)は放射線被爆を伴わない非侵襲の画像診断法であり、頭蓋部、特に脳底の病変の診断には不可欠である。しかし,磁気に反応する高磁性体の金属が体内に存在するとMRI画像に歪みや欠損などのアーチファクトが生じる。本研究の目的は、MRIアーチファクトへを低減できる金属材料を開発することである。
Zr-14Nb-8Ta-1Mo,Zr-14Nb-9Ta-1Moとなるように各純金属を秤量し溶解してボタンインゴットを作製した。ボタンインゴットの組成を蛍光X線分析(XRF)で確認後,アルゴンアーク溶解遠心鋳造機で鋳造材を作製した。合金評価のために自由共振式弾性率測定装置によるヤング率測定,磁気天秤による質量磁化率測定,X線回折(XRD)による相の同定,光学顕微鏡(OM)による組織観察,ビッカース硬さ試験,引張試験を行った。XRDによる相の同定,OMによる組織観察,ビッカース硬さ試験は鋳造材で行った。
8Ta合金と9Ta合金の組織は,母相であるβ相の結晶粒内にα相とω相が存在し,α相は針状の形態を呈することがわかった。ビッカース硬さの平均値は8Ta合金が217 HV,9Ta合金が217 HVだった。Ta量を変えても硬さに変化は見られ,これらの値は10Ta合金(218 HV)と同等である。8Ta合金と9Ta合金の質量磁化率,ヤング率は5Ta合金に比べわずかに減少しており,10Ta合金と同等の低い値を示した。8~10 mass%Taでほとんど差異がなかったのはTaのα相寄与度が低いため,相の構成にほとんど変化がなかったためだと考えられる。
8Ta合金と9Ta合金の質量磁化率,ヤング率は5Ta合金に比べわずかに減少しており,10Ta合金と同等の低い値を示すことが明らかになった。また,ビッカース硬さも10Ta合金と同等の値を示すことを確認できた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of Cold Swaging on Mechanical Properties and Magnetic Susceptibility of the Zr?1Mo Alloy2018

    • 著者名/発表者名
      Ashida Maki、Morita Masahiro、Tsutsumi Yusuke、Nomura Naoyuki、Doi Hisashi、Chen Peng、Hanawa Takao
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 8 ページ: 454~454

    • DOI

      10.3390/met8060454

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Zr-14Nb-5Ta-1Mo合金の磁化率と機械的性質に及ぼす冷間加工の影響2018

    • 著者名/発表者名
      蘆田茉希, 本間 航, 堤 祐介, 土居 壽, 陳 鵬, 野村直之, 下条雅幸, 塙 隆夫
    • 学会等名
      日本材料学会第67期学術講演会
  • [学会発表] Next generation metallic implant materials and surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Hanawa T
    • 学会等名
      Finland-Japan Workshop:The next generation medical engineering in biomaterials
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Next generation metallic implant materials and surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Hanawa T
    • 学会等名
      International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials (Thermec2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New alloys and surfaces for next generation implants2018

    • 著者名/発表者名
      Hanawa T
    • 学会等名
      International Conference on Biomaterial 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New zirconium alloy to decrease MRI artifact2018

    • 著者名/発表者名
      Hanawa T, Honma K, Ashida M, Tsutsumi Y, Nomura N, Doi H, Simojo M
    • 学会等名
      29th Annual Meeting of the European Society for Biomaterials (ESB 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] ジルコニウムの耐食性向上を実現する表面処理法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      真中智世, 堤 祐介, 蘆田茉希, 陳 鵬, 土居 壽, 塙 隆夫
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期(第163回)講演大会
  • [学会発表] レーザ積層造形法による低磁性ジルコニウム合金の作製2018

    • 著者名/発表者名
      野村直之, 堤 祐介, 土居 壽, 川崎 亮, 塙 隆夫
    • 学会等名
      第72回日本歯科理工学会学術講演会
  • [学会発表] Corrosion behavior of metallic biomaterials used in living body environment.2018

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi Y
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Corrosion Control Conference (APCCC18)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Zr-1Mo合金;における細胞の増殖性および接着性の影響2018

    • 著者名/発表者名
      小澤直樹, 陳 鵬, 蘆田茉希, 土居 壽, 堤 祐介, 塙 隆夫
    • 学会等名
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
  • [備考] 生体材料工学研究所金属生体材料学分野

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/i-mde/www/metal/metal-j.html

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公開日: 2019-12-27  

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