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TiNi系形状記憶合金の表層強加工による非晶質化の機構と生体適合性の評価

硬表面加工TiNi基形状记忆合金的非晶化机理及生物相容性评价

基本信息

批准号：
16039209
负责人：
土谷浩一
金额：
$ 3.26万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16039209/
关键词：
形状記憶合金強加工非晶質ナノ結晶ショットピーニング

项目摘要

TiNi系形状記憶合金は、医療デバイスへの応用が急速に拡大しており、生体内環境におけるNiイオンの溶出を抑える表面処理法の開発が急務である。本研究ではショットピーニングによる表層非晶質化の条件、非晶質化による耐食性の変化を調べ、その機構を明らかにすることで生体適合性の向上を目指す。今年度は昨年度行った鋳鋼,WCショットに加え,鉄系金属ガラスショットを用いたピーニングによる微細組織の変化,及び耐食性の変化を明らかにすることに重点をおいた研究を行った。金属ガラス製のショットを用い、空気式ショットピーニング装置を用いて噴射圧0.4MPa,0.7MPaで10秒から120秒までピーニングを行った。鋳鋼・WCと比べて金属ガラスショットの方が短時間で組織微細化が進むことが明らかになった。しかし噴射圧が高い場合は表面の摩耗が著しいことも明らかになった。また,加工層の断面TEM観察の結果,鋳鋼で10秒程度のピーニングで表層約100nmの領域が非晶質/ナノ結晶化すること,またその下層のB2相には多量の{114},{112}変形双晶が生成することが明らかになった。別な試料のTEM観察では{114}面に平行な非晶質層の生成が確認された。以上のことより,TiNiの強加工による非晶質化には従来から言われていた転位密度の上昇のみならず,変形双晶の生成が関与する場合もあると考えられる。また,ショット後(鋳鋼,0.4MPa)の試料についてその耐食性を評価するため,1規定の硝酸水溶液中での分極曲線測定を行った。その結果,ショット前の試料と比較すると,不動態保持電流密度が一桁程度低下し,耐食性の向上が確認された。

TiNi shape memory alloys are rapidly increasing in medical applications, and the development of surface treatment methods is urgent due to the dissolution of Ni in vivo environment. This study focuses on the condition of surface amorphization, the adjustment of food resistance, and the improvement of organism suitability. This year's annual survey of iron and steel,WC, iron and steel, iron and steel. The metal temperature control system is operated at a pressure of 0.4MPa for 10 seconds and at a pressure of 0.7MPa for 120 seconds. The microstructure of steel and WC is refined in a short time compared with that of metal. When the jet pressure is high, the friction on the surface will be felt until it becomes clear. As a result of TEM examination of the cross section of the processed layer, the amorphous/crystallized region of the surface layer of about 100nm was formed in about 10 seconds, and a large amount of {114},{112} crystalline twins were formed in the B2 phase of the lower layer. TEM examination of the samples confirmed the formation of parallel amorphous layers on the {114} plane. In the above case,TiNi is strongly processed, amorphous, amorphous. The evaluation of the food resistance of the sample after treatment (steel, 0.4MPa) was carried out by measuring the polarization curve in nitric acid aqueous solution specified in Article 1. As a result, the samples before the test were compared, and the current density was kept low, and the food resistance was confirmed.