超弾性20カラットAu合金の開発とその医療材料への展開

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本研究では、高比重貴金属超弾性合金の創製を目的として、種々のAu系合金をはじめとする種々の貴金属系合金を溶製し、相平衡およびマルテンサイト変態を調査し下記の知見を得た。[1.合金設計]前年度の知見より、Au-Cu-Al-Mn合金において、19.2カラット以上のAuを含むAu系形状記憶合金(比重:約13.3g/cm^3)を開発したが、極めて脆く、良好な超弾性効果を得ることが出来ない事が明らかとなった。そこで本研究では貴金属系Au-Pd合金に着目し、各種合金の相安定性を調査したところ、Au-Pd-In合金のPdリッチ側において、マルテンサイト変態することを見出した。更に、範囲を広げ相平衡を調査した所、Pd-In-Fe合金においてマルテンサイト変態が生じ、形状記憶効果を示す事が分かった。本合金においても10g/cm^3以上の比重が得られるためAu系合金同様に、高造影性医療用材料となり得る。[2.超弾性特性]Pd-In系合金は、固液2相領域が狭く、極めて単結晶が作製し易い事が分かった。そこで、μPD引下げ法によりφ1.5mm程度の単結晶線材を作製し、超弾性特性を評価したところ、4%以上の超弾性歪みが得られる事が分かった。この実測値は現象論解析より予測される値と良い一致を示した。その結果より単結晶方位を適切に制御することにより最大で約15%の超弾性歪みを得られると示唆される。[3.医療デバイス可能性]アノード分極測定により、本合金は極めて耐食性に優れる事が判った。Pdは既に歯科用材料としても知られており、本貴金属系Pd-In高比重超弾性合金の医療デバイス材料への適用が期待される。