| 研究課題/領域番号 |
18K12031
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
宮部 さやか 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50584132)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 金属バイオマテリアル / 摩耗腐食 / カソード反応 / 不働態皮膜 / 再不働態化 / シミュレーション / 異種金属接触腐食 |
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| 研究実績の概要 |
2020年度は前年度に実施したCoCr合金と純Tiの単一金属の摩耗状態での電気化学的な数値シミュレーションモデルの構築と計算結果の検証を基に、CoCr合金と純Tiが接触した異種金属接触モデルにおいて片方の金属上でのみ摩耗が生じている状態での電気化学的シミュレーションを行った。
CoCr合金と純Tiそれぞれの自然電位測定および静止状態と摩耗状態での分極試験から、数値シミュレーションに用いる各種パラメータを取得した。
なお、摩耗状態での測定の際は、摩耗開始から一定期間経過し定常状態へと達した後、腐食電位よりアノードおよびカソード方向に電位を掃引し、CoCr合金および純Tiそれぞれの分極曲線を測定した。また、摩耗を行わない静止状態でも分極曲線を測定した。得られた分極曲線より、摩耗部および非摩耗部のアノード電流とカソード電流の関数化をそれぞれ行った。数値シミュレーションに用いた異種金属接触モデルは、一部が摩耗している片方の金属に摩耗していないもう片方の金属と接触しているモデルとした。数値シミュレーションの結果、同じ大きさの金属で比較すると、純TiよりもCoCr合金を摩耗した場合が摩耗部の電流値は大きく、非摩耗部は純Tiと接触した場合に摩耗部の電流値は大きくなった。次年度は摩耗していない金属の大きさを変化させたシミュレーションを行うことで、カソード反応が摩耗腐食に及ぼす影響について検討する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
CoCr合金と純Tiが接触している異種金属接触モデルにおいて、片方の金属の一部のみに摩耗が生じている状態の電気化学的な数値シミュレーションを行った。摩耗部の金属種や非摩耗部の金属種を変化させ、各部のアノード反応、カソード反応が摩耗腐食時の電位・電流密度分布に及ぼす影響の検討を行った。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度の2021年度は摩耗していない金属の大きさを変化させたシミュレーションを行うことで、カソード反応が摩耗腐食に及ぼす影響について検討する予定である。また、昨年度までの結果を整理し、再実験など必要な追加実験を行い、研究成果のまとめを行いたいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2020年5月に開催が予定されていた国際学会が行われず2021年度に延期になったり、2020年度に開催された学会がオンライン開催となり、その旅費分が余剰金となったため。
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