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2013 年度 研究成果報告書

放電プラズマ焼結過程の解析法とチタン系生体適合傾斜機能材料の創生技術の確立

研究課題

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研究課題/領域番号 23360053
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関静岡大学

研究代表者

東郷 敬一郎  静岡大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10155492)

研究分担者 藤井 朋之  静岡大学, 工学研究科, 助教 (30377840)
島村 佳伸  静岡大学, 工学研究科, 准教授 (80272673)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード構造・機能材料 / 生体適合傾斜機能材料 / 複合材料・物性 / シミュレーション工学 / 放電プラズマ焼結
研究概要

損傷した骨や関節などに対して、インプラント治療が行われており、より生体適合性が高く機械的特性の優れたインプラント材料が期待されている。本研究では、部分安定化ジルコニア(PSZ)と純チタン(Ti)に着目し、表面にPSZ、内部にTiを配置した生体適合傾斜機能材料を放電プラズマ焼結(SPS)により作製することを目的に、①PSZ-Ti複合材料の作製と強度評価、②焼結過程のシミュレーションと変形特性の力学モデルの開発、③PSZ-Ti生体適合傾斜機能材料の作製と強度評価を行った。その結果、Ti酸化物などの反応生成物の形成により脆化が生じるものの、SPSにより傾斜機能材料を作製できることを明らかにした。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Influence of particle size and debonding damage on an elastic-plastic singular field around a crack-tip in particulate-reinforced composites2014

    • 著者名/発表者名
      K.Tohgo, T.Fujii, D.Kato, Y.Shimamura
    • 雑誌名

      Acta Mechanica

      巻: Vol.225 ページ: 1373-1389

    • DOI

      10.1007/s00707-013-1052-6

    • 査読あり
  • [学会発表] PSZ-Ti複合材料における酸素拡散を考慮した放電プラズマ焼結過程のマルチフィジックス解析2013

    • 著者名/発表者名
      福井大和, 藤井朋之, 東郷敬一郎, 島村佳伸
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2013材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2013-10-12
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結によるPSZ-Ti 複合材料の作製と強度評価2013

    • 著者名/発表者名
      藤井朋之, 東郷敬一郎, 原田将孝, 島村佳伸
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2013材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2013-10-12
  • [学会発表] Influence of particle size and debonding damage on an elastic-plastic singular field around a crack-tip in particulate-reinforced composites2013

    • 著者名/発表者名
      K.Tohgo, T.Fujii, D.Kato, Y.Shimamura
    • 学会等名
      The 9th Japan-Korea Joint Symposium on Composite Materials
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2013-09-25
  • [学会発表] Influence of Particle Size and Debonding Damage on an Elastic-Plastic Singular Field around a Crack-Tip in Particulate- Reinforced Composites, Society of Engineering Science (SES 2013)2013

    • 著者名/発表者名
      K.Tohgo, T.Fujii, D.Kato, Y.Shimamura
    • 学会等名
      50th Anuual Technical meeting ASME-AMD annual summer meeting
    • 発表場所
      Providence, USA
    • 年月日
      2013-07-29
  • [学会発表] Investigation of oxygen diffusion behavior in PSZ-Ti composites during spark plasma sintering by multi-physics simulation2013

    • 著者名/発表者名
      Y.Fukui, T.Fujii, K.Tohgo, Y.Shimamura
    • 学会等名
      FEOFS2013
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2013-06-10
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結によるPSZ-Ti 複合材料の作製と機械的特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      原田将孝,藤井朋之,東郷敬一郎,島村佳伸
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第62期総会講演会
    • 発表場所
      津
    • 年月日
      2013-03-19
  • [学会発表] Fabrication and Strength Evaluation of Biocompatible Ceramic-Metal Composite Materials2013

    • 著者名/発表者名
      K.Tohgo, T.Fujii, Y.Shimamura
    • 学会等名
      7th ISAME
    • 発表場所
      Changwon, Korea
    • 年月日
      2013-01-10
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結によるPSZ-Ti 複合材料の創製のためのTi 酸化挙動の評価2012

    • 著者名/発表者名
      原田将孝,藤井朋之,東郷敬一郎,島村佳伸
    • 学会等名
      第56回日本学術会議材料工学連合会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-10-29
  • [学会発表] マルチフィジックスシミュレーションによるPSZ-Ti 複合材料の放電プラズマ焼結過程の検討2012

    • 著者名/発表者名
      藤井朋之,東郷敬一郎,中沢和史,島村佳伸
    • 学会等名
      第56回日本学術会議材料工学連合会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-10-29
  • [学会発表] 粒子分散複合材料のき裂先端近傍の弾性・弾塑性特異場に及ぼす粒子寸法とはく離損傷の影響2012

    • 著者名/発表者名
      東郷敬一郎,藤井朋之,加藤大輔,島村佳伸
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2012材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      2012-09-23
  • [学会発表] Fabrication of PSZ-Ti composites by spark plasma sintering method2012

    • 著者名/発表者名
      M.Harada, T.Fujii, K.Tohgo, Y.Shimamura
    • 学会等名
      JSSUME2012
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2012-08-25
  • [学会発表] 粒子分散複合材料における粒子寸法効果とはく離損傷を考慮した有限要素法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      加藤大輔,藤井朋之,東郷敬一郎,島村佳伸
    • 学会等名
      第61回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] Evaluation of Mechanical Properties of PSZ-Ti Biocompatible Composite Fabricated by MIM Method2011

    • 著者名/発表者名
      T.Fujii, K.Tohgo, M.Ishikura, Y.Shimamura
    • 学会等名
      ATEM'11
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-09-21
  • [備考]

    • URL

      http://mechmat.eng.shizuoka.ac.jp/index.html

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公開日: 2015-06-25  

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