2014 Fiscal Year Annual Research Report
審美性と耐剥離性を両立したチタン合金の酸化膜コーティング
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24560857
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
三浦 永理 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70315258)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小幡 亜希子 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40402656)
山崎 徹 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30137252)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | チタン合金 / 生体材料 / 歯科材料 / 審美性 / コーティング / 高温酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
密着強度を上げるため，基板の表面粗さの影響を調査した．
基板の表面粗さの影響の調査：試料はTi-29Nb-13Ta-4.6Zr (以下TNTZ)とTi-36Nb-2Ta-3Zr (以下Gummetal)について，金属基板表面を異なる粗さのエメリー紙あるいはバフ研磨，ショットピーニング等で表面粗さを変化させた．基板の表面粗さはレーザー顕微鏡を用いて測定し，算術平均粗さRaとして示した．酸化熱処理は大気中において1273 K，1.8 ksの条件で行った．得られた試料は，分光測色計を用いて表面色の測定(明度L*，赤-緑a*，黄-青b*)と密着性試験器による剥離試験を行った．断面組織観察は走査型電子顕微鏡(SEM)を用い，酸化膜厚を調査した．
酸化した試料のSEM断面観察の結果，TNTZ，Gummetalともに緻密な白色酸化被膜が得られた．明度L* はいずれの試料も78.7 < L* < 82.4の範囲にあり，歯冠色と同様の明度が得られた．一方で，表面粗さの上昇に伴いb*は上昇し，ショットピーニング材はb*＝15.2と，歯冠色に近づいた．0 < Ra < 2 μmの範囲では，剥離強度に大きな変化は見られなかったが，Ra = 2 μm以降では剥離強度が低下し，ショットピーニングを行ったRa＝14以上の試料では剥離強度が大きく低下した．また，酸化前の基板の表面粗さの変化に伴い，酸化膜の表面粗さも変化した.本結果から，白色被膜の剥離強度は，表面粗さが2 μm以下で最大値を得られる事が明らかとなった．またこの粗さでは，色調への基板粗さの影響も小さい．
その他，矯正ワイヤへの応用や，白色酸化被膜の高機能化に関する調査も行った(特許出願予定)．
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