Novel Micro Fabrication Technique of Mg Alloys and Its Application to Micro Forming

マグネシウム合金は，超軽量かつ高比強度，高比剛性の特徴と生体内での優れた生体適合性と分解特性を有することから新たな生体材料として注目されている．しかしながら，微細部品で構成された生体用医療機器部品を成形する場合，その成形性が劣ることなどが大きな問題となっている．本研究では生体用微細マグネシウム合金部材を成形するための素材製造法として，直径5ｍｍのマグネシウム合金AZ31および純マグネシウムを対象にしたマイクロECAPを開発した．ECAP法は，屈曲したチャネル内に材料を押し通すことでせん断ひずみを加える強加工法である．マグネシウム合金棒材のマイクロECAPにおける各種加工条件（ルート，加工温度，押出い速度，潤滑条件）が表面特性，結晶組織，機械的性質に及ぼす影響を明らかにした．加工温度が低いほど結晶粒は微細化されることがわかった．また加工ルートBcの場合，双書変形が結晶粒界をまたぐ現象が生じることがSEM-EBSD観察結果から明らかとなった．また結晶塑性有限要素法による集合組織解析法を提案し，塑性変形後の集合組織の予測を行った．さらにECAP加工後の材料に対し，NaClを用いたin-vitro分解特性試験を行った．特にレーザ顕微鏡を用いて腐食の過程を逐次観察することで，どの部位から腐食が始まっているかを明らかにした．以上，マイクロECAP法によって創製した組織制御マグネシウム合金の開発指針を得ることができた．

マグネシウム合金は，超軽量かつ高比強度，高比剛性の特徴と生体内での優れた生体適合性と分解特性を有することから新たな生体材料として注目されている．しかしながら，微細部品で構成された生体用医療機器部品を成形する場合，その成形性が劣ることなどが大きな問題となっている．本研究では生体用微細マグネシウム合金部材を成形するための素材製造法として，直径5ｍｍのマグネシウム合金AZ31および純マグネシウムを対象にしたマイクロECAPを開発した．ECAP法は，屈曲したチャネル内に材料を押し通すことでせん断ひずみを加える強加工法である．マグネシウム合金棒材のマイクロECAPにおける各種加工条件（ルート，加工温度，押出い速度，潤滑条件）が表面特性，結晶組織，機械的性質に及ぼす影響を明らかにした．加工温度が低いほど結晶粒は微細化されることがわかった．また加工ルートBcの場合，双書変形が結晶粒界をまたぐ現象が生じることがSEM-EBSD観察結果から明らかとなった．また結晶塑性有限要素法による集合組織解析法を提案し，塑性変形後の集合組織の予測を行った．さらにECAP加工後の材料に対し，NaClを用いたin-vitro分解特性試験を行った．特にレーザ顕微鏡を用いて腐食の過程を逐次観察することで，どの部位から腐食が始まっているかを明らかにした．以上，マイクロECAP法によって創製した組織制御マグネシウム合金の開発指針を得ることができた．