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原子レベルからみたセラミックス粒界ガラス相の破壊挙動

从原子水平观察陶瓷晶界玻璃相的断裂行为

基本信息

批准号：
03213212
负责人：
平尾一之
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

セラミックスの破壊挙動は粒界相の影響を大きく受ける。特にアパタィト-ウオラストライトガラスセラミックス(AーW結晶化ガラス)では粒界相に多くのガラス相を含むので、その影響は極端に大きい。本研究では種々のガラスについて破壊特性を調べ、より機械特性のすぐれたAーW結晶化ガラスの人工骨を作るための知見を得ることを目的とした。得られた成果は次の通りである。(1)ケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラスなどの試料をシェブロンノッチを入れ、安定破壊試験に供した。その結果、塑性変形量は、ホウ酸塩ガラスで最も大きく、全変位量の30%も塑性変形をおこしていることが分かった。リン酸塩ガラスも20%近くの塑性変形をおこしており、与えられた破壊応力の弾性エネルギ-をうまく散逸させているといえよう。一方、ケイ酸塩ガラスでは全く塑性変形をおこさなかった。これらの相違をガラス構造の観点からみると、ホウ酸塩ガラスやリン酸塩ガラスでは、その構造中に層状や鎖状の分子構造を有しているので、すべりやすいが、ケイ酸塩ガラスでは、頂点共有の三次元構造をとっているので、すべることができないといえる。このことより、人工骨の破壊じん性を上げるには、ホウ酸やリン酸塩ガラスを粒界相に含ませるよう組成選択を行なうことが必要であることが分かった。(2)上記のガラスと生体親和性を調べたところ、ケイ酸塩ガラスとリン酸塩ガラスがすぐれていることが分かった。(1)と(2)を総合的に評価すると、リン酸塩ガラスをセラミックス粒界ガラス相に含むことが最も適しているといえよう。この成果をもとに、さらに破壊特性のすぐれた人工骨セラミックスを合成することが期待される。

The influence of the セラミックスの壊挊挙动は grain boundary phase is the big one.特にアパタィト-ウオラストライトガラスセラミックス(AーWcrystallizationガラス)では grain boundary phase に多くのガラスphase をcontaining むので, そのeffect は Extreme に大きい. This study focuses on the characteristics of the breaking properties and the mechanical properties of the materials used in this study.たAーW Crystallized ガラスのArtificial Boneを为るための知见をgetることをpurposeとした. The result is the result. (1)ケイ塩ガラス, ホウ acid 塩ガラス, リン acid 塩ガラスなThe test materials are available for testing and testing.その results, plastic deformation amount は, ホウ acid 塩ガラスでmost も大きく, total dimensional position の30% もplastic deformation をおこしていることが分かった.リン acid 塩ガラスも20% near くのplastic 変shaped をおこしており, and えられた波壊応力の弾性エネルギ-をうまく scatter させているといえよう. One party, ケイ桩塩ガラスでは全くplastic変shapedをおこさなかった.これらの conflicting をガラスstructure の観Point からみると、ホウ acid塩ガラスやリン塩ガラスでは, そのstructural middle layered やlock-like のmolecular structure を有しているので, すべりやすいが, ケイ acid塩ガラスでは, vertex shared のThree-dimensional structure: をとっているので, すべることができないといえる.このことより, artificial bone の壊じん性を上げるには, ホウ acid やリン acid 塩ガラスをGrain boundary phase に contain ませるよう composition selection を row なうことが requisite であことが分かった. (2) The above-mentioned biocompatibility べたところ, ケイ acid塩ガラスとリン acid塩ガラスがすぐれていることが分かった. (1)と(2)を総合的に狠価すると、リン acid塩ガラスをセラThe ミックス grain boundary ガラスphase に contains the むことが the most suitable しているといえよう.このachievement をもとに, さらに壊性のすぐれたartificial bone セラミックスを合することがLooking forward to される.