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本年度は、主に口腔・生体内を模擬した環境におけるチタン合金及びニッケルーチタン超弾性合金の材質劣化挙動とその機構について研究を行い以下の知見を得た。
生理食塩水中で陰極チャージしたニッケルーチタン超弾性合金を応力誘起マルテンサイト変態させると、室温から200℃付近で昇温放出される水素が顕著になることが明らかになった。このことから、マルテンサイト変態することで合金中の水素存在状態が変化することが示唆される。また、応力誘起マルテンサイト相が存在する一定のひずみ負荷下においては、水素吸収が著しく促進されることが明らかになった。マルテンサイト相では、母相と比較して水素の拡散距離が長くなることもわかった。
生体内の炎症反応を模擬した過酸化水素含有生理食塩水中に浸漬したニッケルーチタン超弾性合金の腐食・破壊挙動に及ぼす酸添加の影響を調べた結果、酸添加によって腐食は促進されるが、酸の種類によって腐食・破壊挙動が大きく異なることが明らかになった。酸の種類が同じ場合、pHが低くなると腐食は促進されるが、破壊挙動に及ぼす影響はほとんど見られなかった。
過酸化水素含有生理食塩水中におけるニッケルーチタン超弾性合金の長寿命化には、硝酸浸漬処理による表面改質が有効であることを示した。これは、表面改質により負荷応力下において局部腐食の発生が抑制されることによるものである。
塩酸や硫酸浸漬処理による表面改質で吸収する水素量は、純チタンやチタン合金に比べ、ニッケルーチタン超弾性合金が多いことを明らかにした。
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