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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03213212/
• 关键词: AーWセラミックス; 人工骨; 破壊じん性; 塑性変形; リン酸塩ガラス; 安定破壊試験; 粒界ガラス相; ガラス構造

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。

Youdaoplaceholder0, セラ, ッ, ス, ス, breaking 壊挙, the phase of the <s:1> particle boundary <s:1> is greatly influenced by を and く is affected by ける. Special 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 crystallization ガ ラ ス) で は LiJie phase に more く の ガ ラ を ス phase containing む の で, そ の は extreme に affected き い. This study で は kind 々 の ガ ラ ス に つ い て broken 壊 features を べ, よ り mechanical properties の す ぐ れ た ー W A crystallization ガ ラ ス の artificial bone を as る た め の knowledge を have る こ と を purpose と し た. The られた results are られた times である through である である. (1) ケ イ acid salt ガ ラ ス, ホ ウ acid salt ガ ラ ス, リ ン acid salt ガ ラ ス な ど の sample を シ ェ ブ ロ ン ノ ッ チ を into れ, stable broken 壊 test for し に た. そ の results, plastic - quantity は, ホ ウ acid salt ガ ラ ス で も most big き く, the all - の 30% も plastic - shaped を お こ し て い る こ と が points か っ た. リ ン acid salt ガ ラ ス も nearly 20% く の plastic - shaped を お こ し て お り and え ら れ た broken 壊 応 force の 弾 sex エ ネ ル ギ - を う ま く dissipative さ せ て い る と い え よ う. One side, ケ sodium hydroxide ガラスで ガラスで fully く plastic deformation をお った さな った った った. こ れ ら の conceives を ガ ラ ス tectonic の 観 point か ら み る と, ホ ウ acid salt ガ ラ ス や リ ン acid salt ガ ラ ス で は, そ の constructor に layered や lock の を molecular structure have し て い る の で, す べ り や す い が, ケ イ acid salt ガ ラ ス で は, vertex mutual の three yuan 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 on sexual を げ る に は, ホ ウ acid や リ ン acid salt ガ ラ ス を に LiJie phase containing ま せ る よ う composition sentaku を line な う こ と が necessary で あ る こ と が points か っ た. (2) written の ガ ラ ス と raw body affinity を adjustable べ た と こ ろ, ケ イ acid salt ガ ラ ス と リ ン acid salt ガ ラ ス が す ぐ れ て い る こ と が points か っ た. と (1) (2) を 総 に evaluation of 価 す る と, リ ン acid salt ガ ラ ス を セ ラ ミ ッ ク ス LiJie ガ ラ に ス phase containing む こ と が most も し て い る と い え よ う. こ の results を も と に, さ ら に broken 壊 features の す ぐ れ た artificial bone セ ラ ミ ッ ク ス を synthetic す る こ と が expect さ れ る.

项目成果

平尾 一之: "Elastic Anomaly and Stracture of Fーdoped Silica Glass" J.Cer.Soc.,Japan. 7. 600-607 (1991)

Kazuyuki Hirao：“氟掺杂石英玻璃的弹性异常和结构”J.Cer.Soc.，日本。7. 600-607 (1991)

平尾 一之: "Densification of Magnesium and Calcium Mefaphosphate Glasses" J.NonーCryst.Solids. 130. 78-84 (1991)

Kazuyuki Hirao：“镁和钙偏磷酸盐玻璃的致密化”J.Non-Cryst.Solids 130. 78-84 (1991)

張 祖依: "Watb Corrosion Behavior of Densified Glass I.Silicate Glass" J.NonーCryst.Solids. 135. 55-61 (1991)

张苏毅：“致密玻璃 I.硅酸盐玻璃的 Watb 腐蚀行为”J.Non-Cryst.Solids 135. 55-61 (1991)

平尾 一之: "Effect of Densification Treatment on the Mechanical Properties of Borate Glasses" J.Mat.Sci.,Japan. 40. 400-404 (1991)

Kazuyuki Hirao：“致密化处理对硼酸盐玻璃机械性能的影响”J.Mat.Sci.，日本 40. 400-404 (1991)。

平尾 一之: "Inelastic Behavior of Bioactive AーW GlassーCeramics" Eng.Frac.Mech.,. 40. 837-842 (1991)

Kazuyuki Hirao：“生物活性 A-W 玻璃陶瓷的非弹性行为”Eng.Frac.Mech., 40. 837-842 (1991)