Titanium implant parts with porous structure using pulse electric current bonding

使用脉冲电流粘合的多孔结构钛植入部件

• 批准号: 18560690
• 负责人: 大橋 修
• 金额: $ 2.6万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18560690/
• 关键词: インプラント材; チタン; 多孔質材; 拡散接合; 通電接合; 多孔材料

生体適合性に富む気孔径、気孔分布をもつ表面形状が制御されたポーラス層を形成するため、(1) チタンメッシュ材を複数枚積層して気孔径、気孔率の制御法、(2) メッシュの接合法として、均一に加熱できる拡散接合法と、(3) 接触部のみ選択的に加熱できるパルス通電接合法、さらに、(4) 熱膨張係数の差を利用した接合治具による接合法に着目した。その結果を要約すると下記のようになる。(1) 複数枚のチタンメッシュ材を積層して形成される気孔径は、使用するチタンメッシュ材の気孔率に依存する。また,複数枚積層した際に形成される気孔率は、積層する際の積層法に関係なく、一定となることが明らかとなった。(2) 高周波誘導加熱してチタン上にチタンメッシュを複数枚積層して拡散接合した結果,要望されるメッシュ問の接合強さを得る拡散接合条件の選定指針を明らかにするとともに、メッシュ材を平板チタン上へ拡散接合する方法を確立した。(3) チタンメッシュを挿入してパルス通電接合する場合、通電電流が接合部の加熱状況に大きく影響する。本方法では、接合部が選択的に加熱されることから、接合部の変形を抑制するため、接合圧力を低く選定する必要がある。(4) 熱膨張係数の差を利用して単純に加圧・加熱して接合する方法では、接合温度が700℃以上でチタンメッシュ材をチタン上に接合できる。また、人工股関節を模擬した円筒形状のチタン上にも積層チタンメッシュ材を接合することができる。

Biocompatibility: rich pore size, pore size distribution, surface shape, and control of pore size and porosity;(1) control of pore size and porosity of a plurality of layers of a material;(2) bonding method of a material; uniform heating method;(3) heating method of a contact portion; and (4) conductive bonding method.(4) The difference in thermal expansion coefficient is utilized in the joint fixture. The following is a summary of the results. (1)The pore size of a plurality of layers depends on the porosity of the layers. The relationship between the porosity and the layer-by-layer method is clear. (2)High frequency induction heating, high frequency induction heating, high frequency induction heating, (3)In the case of electric bonding, the electric current greatly affects the heating condition of the bonding part. This method is necessary for the selection of heating, shape and pressure of the joint. (4)The difference in thermal expansion coefficient can be used in the method of pure pressure and heating, and the bonding temperature can be higher than 700℃. The joint of artificial thigh joint is composed of two layers.

项目成果

インプラント用チタンメッシュ剤の拡散接合

种植体用钛网剂的扩散粘合

• 发表时间: 2006
• 期刊: 軽金属溶接 44・9
• 作者: 長田圭司;落合清秀;大橋修
• 通讯作者: 大橋修

インプラント用Tiメッシュ材の拡散接合

植入用钛网材料的扩散接合

• 发表时间: 2006
• 期刊: 軽金属溶接 Vol.44, No.9
• 作者: 長田圭司;落合清秀;大橋修
• 通讯作者: 大橋修

Titanium Mesh/Rod Joined by Pulse Electric Current Sintering : Effect of heating Rate

脉冲电流烧结钛网/棒连接：加热速率的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Materials Transactions of Metals 47・9
• 作者: Airu Wang;Osamu Ohashi
• 通讯作者: Osamu Ohashi

熱膨張を利用したインプラント用メッシュ剤の拡散接合

利用热膨胀对植入网材料进行扩散粘合

• 发表时间: 2007
• 作者: 小島健司;落合清秀;大橋修
• 通讯作者: 大橋修

Titanium Mesh/Rod Joineded by Pulse Electric Current Sintering : Effect of Heating Rate

脉冲电流烧结钛网/棒连接：加热速率的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Materials Trans Vol.47, No.9
• 作者: 長田圭司;落合清秀;大橋修;Airu Wang and Osamu Ohashi
• 通讯作者: Airu Wang and Osamu Ohashi