革新的合金設計指針による生分解性Fe基ミディアムエントロピー合金の創製

使用创新合金设计指南创建可生物降解的铁基中熵合金

• 批准号: 21K14429
• 负责人: 植木 洸輔
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kindai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14429/
• 关键词: 生分解性金属材料; メカニカルアロイング; 放電プラズマ焼結; Fe基合金; 腐食特性; 機械的特性; ミディアムエントロピー合金; 微細組織

①Fe-Mn-Mg合金作製プロセスにおける焼結条件の検討を行った。2021年度の研究においては、Fe-21Mn-xMg(x = 0, 10, 20, 30, at.%)合金をメカニカルアロイング法と放電プラズマ焼結法により作製したが、その焼結温度は773 Kのみであった。そこで2022年度は焼結温度823 Kにて焼結体を作成した。773 K焼結体と比較して823 K焼結体は気孔率が増加しており、機械的特性にも劣るという結果となった。②Fe-Mn-Mg合金のMg量最適化の検討を行った。2021年度に作製したFe-Mn-Mg合金焼結体では、10at.%のMgを含有した合金は、Mgを含有しないFe-Mn合金よりも低い気孔率を示したものの、20, 30at.%のMgを含有した合金においてはMg含有量増加とともに気孔率が増加する傾向を示したことから、2022年度は新たに5, 15at.%のMgをが入する合金を作製した。Mg含有量10at.%まではMg含有量増加とともに気孔率が低下したが、Mg含有量15at.%では、Mg含有量10at.%と比較して気孔率が増加したことから、Fe-Mn-Mg合金における最適Mg量は10at.%であると考えられる。③2021年度に作製したFe-Mn-Mg合金をベースとして、Cを添加した合金を作製した。Cを添加することで、メカニカルアロイング後に粉末粒径が僅かに微細になる傾向を示した。このことから、焼結体の機械的特性向上の可能性が示唆された。腐食速度については、C添加による大きな影響は確認されなかった。④2021年度のFe-Mn-Mg合金の創製に関する研究について、日本金属学会講演大会にて口頭発表を行うとともに、論文を1報発表した。

① Fabrication of Fe-Mn-Mg alloy プロセスにおける焼 junction conditions 検 discuss を lines った. 2021 annual の に お い て は, Fe - mn - 21 xMg (x = 0, 10, 20, 30, the at. %) alloy を メ カ ニ カ ル ア ロ イ ン グ method と discharge プ ラ ズ マ 焼 knot method に よ り cropping し た が, そ の 焼 は junction temperature 773 K の み で あ っ た. Youdaoplaceholder0 た で で in 2022, the <s:1> 焼 junction temperature was 823 K, and the にて焼 structure を was made into た た. 773 K 焼 nexus of contracts と compare し て 823 K 焼 nexus of contracts は 気 porosity が raised plus し て お り, mechanical properties に も substandard る と い う results と な っ た. ② The optimization of <s:1> Mg content in Fe-Mn-Mg alloy 検 discusses を line った. 2021 annual に system し た Fe - Mn - Mg alloy 焼 nexus of contracts で は, 10 palawan % の Mg を contains し は た alloy, Mg を contains し な い Fe - Mn alloy よ り も low い 気 porosity を shown し た も の の, 20, 30 at. % の Mg containing を し た alloy に お い て は Mg contained in rights add と と も に 気 porosity が raised plus す る tendency を shown し た こ と か ら, 2022 new た は に 5, 15 at. % の Mg を が into す る alloy を cropping し た. 10 Mg containing quantity at. % ま で は Mg contained in rights add と と も に 気 porosity low が し た が, Mg contained 15 palawan % で は, Mg containing 10 palawan % と compare し て 気 porosity が raised plus し た こ と か ら, Fe - Mn - Mg alloy に お け る optimal amount of Mg は 10. At % で あ る と exam え ら れ る. (3) 2021 annual に system し た Fe - Mn - Mg alloy を ベ ー ス と し て, C を add し た alloy を cropping し た. C を add す る こ と で, メ カ ニ カ ル ア ロ イ ン グ に powder particle size after が only か に imperceptible に な る tendency を shown し た. The upward <s:1> possibility が of the properties of the <s:1> mechanical structure と ら and 焼 indicates された. The rate of spoilage に に に て て, and the addition of C による has a significant impact on <s:1> な, which confirms されな った った. (4) 2021 annual の Fe - Mn - Mg alloy の created に masato す る research に つ い て society speech conference, Japan metal に て oral 発 table line を う と と も に, 1 the paper を 発 table し た.

项目成果

Effect of Mg addition on mechanical and corrosive properties of biodegradable Fe-Mn alloy fabricated by mechanical alloying and spark plasma sintering

添加镁对机械合金化和放电等离子烧结可生物降解铁锰合金机械和腐蚀性能的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: Kosuke Ueki;Ryo Hirano;Masaaki Nakai
• 通讯作者: Masaaki Nakai

Development of biodegradable Fe-Mn-Mg alloys by mechanical alloying and spark plasma sintering

• DOI: 10.1016/j.mtcomm.2023.105465
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: Materials Today Communications
• 影响因子: 3.8
• 作者: Kosuke Ueki;Ryo Hirano;M. Nakai

メカニカルアロイングと放電プラズマ焼結による生体用Fe-Mn-Mg合金の開発

通过机械合金化和放电等离子烧结开发生物用铁锰镁合金

• 发表时间: 2021
• 作者: 平野 涼;植木 洸輔;仲井 正昭
• 通讯作者: 仲井 正昭

メカニカルアロイングおよび放電プラズマ焼結によって作製したFe-Mn-Mg合金の相変態挙動と機械的および腐食特性

机械合金化和放电等离子烧结Fe-Mn-Mg合金的相变行为及力学和腐蚀性能

• 发表时间: 2021
• 作者: 植木洸輔;平野涼;仲井正昭
• 通讯作者: 仲井正昭