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2015 年度 研究成果報告書

ヘテロ構造設計による生体内分解性マグネシウム合金の高強度・高靱化原理の確立

研究課題

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研究課題/領域番号 25246012
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料工学
研究機関神戸大学

研究代表者

向井 敏司  神戸大学, 自然科学系先端融合研究環, 教授 (40254429)

研究分担者 清水 良央  東北大学, 歯学研究科, 助教 (30302152)
山口 正剛  日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (50360417)
シン アロク  物質・材料研究機構, 元素戦略材料センター, 主席研究員 (60354213)
池尾 直子  神戸大学, 工学研究科, 助教 (80647644)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードヘテロ・ホモ構造 / 粒界凝集エネルギー / 結晶粒微細化 / 溶質原子 / 共偏析 / 高強度化 / 高靱性化 / 生体内分解性
研究成果の概要

マグネシウムの粒界モデルについて第一原理計算を行い、添加元素の安定配置および界面凝集エネルギーを算出した結果、カルシウムの添加、併せて亜鉛もしくはアルミニウムを添加すると界面付近に集まることでヘテロ構造を形成し、壊れ難くなることがわかった。同組成のモデル合金について、強度、衝撃靱性および延性を評価した結果、計算結果と一致する効果を確認した。生体内分解性デバイスとして、強度と靱性をウサギの頭蓋骨への貫入試験により、強度と延性をラットの血管閉鎖試験により評価し、有効な結果を得た。血液検査および周辺生体組織の観察により、生体為害性が低い新しいデバイスとして適用可能であることを確認した。

自由記述の分野

機械材料学

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公開日: 2017-05-10  

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