チタン合金の電解処理による表面改質の歯科補綴装置への応用

电解处理钛合金表面改性在义齿器件中的应用

• 批准号: 21K09942
• 负责人: 米山 隆之
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09942/
• 关键词: チタン合金; 表面改質; 歯科補綴装置

①試料：Ti-6Al-7Nb合金、Ti-6Al-4V合金およびJIS 4種純チタンの試料形状は直径10 mm、厚さ3 mmの円板状とし、試験面性状を#1,500仕上げとして試料を作製した。電解処理方法は、計画通りの方法で30分間処理を行った。②耐食性評価：各試料をアセトン、イソプロパノール、超純水の順に各5分間超音波洗浄した後、0.9%生理食塩水中でアノード分極試験を実施した。試料の浸漬から5分後に自然電極電位測定を開始し、5分間経過時点での電位を腐食電位とした。続いて、アノード側へ1 mV/sの速度で2.5 Vまでアノード分極を行った。その結果、腐食電位は、Ti-6Al-7Nb合金では未処理：－0.15 V、電解処理：0.06 Vで、Ti-6Al-4V合金も未処理：－0.04 V、電解処理：0.37 Vと電解処理によって上昇していた。対照の純チタンでは、未処理：－0.16 V、電解処理：0.04 Vであった。次に、不動態保持電流密度（電流－電位曲線の電位1.0 Vにおける電流密度と規定）は、Ti-6Al-7Nb合金では未処理：6.5 μA/cm2、電解処理：0.36 μA/cm2で、Ti-6Al-4V合金も未処理：5.1 μA/cm2、電解処理：0.39 μA/cm2と電解処理によって低下した。純チタンでは、未処理：8.0 μA/cm2、電解処理：1.2 μA/cm2であった。したがって、本研究における電解処理によってチタン合金の耐食性の向上が認められた。③表面分析結果： 各試料の表面組成についてXPSで分析した結果、Ti-6Al-7Nb合金のTi 2p3/2におけるTi4+の割合は、未処理：51%、電解処理：82%、Ti-6Al-4V合金についてはそれぞれ57%、82%であり、本研究における電解処理によってチタン合金表面における酸化の促進が認められた。

① 样品：Ti-6Al-7Nb合金、Ti-6Al-4V合金、JIS 4级纯钛。样品形状为直径10mm、厚度3mm的圆盘。测试表面质量为#1,500完成。按照计划的方法进行电解处理30分钟。 ②耐腐蚀性评价：将各样品依次在丙酮、异丙醇、超纯水中超声波清洗5分钟后，在0.9%生理盐水中进行阳极极化试验。样品浸入5分钟后开始测量自然电极电位，将5分钟后的电位定义为腐蚀电位。随后，以1mV/s的速率朝阳极侧进行阳极极化至2.5V。结果，Ti-6Al-7Nb合金的腐蚀电位未经处理时为-0.15V，电解处理时为0.06V，而对于Ti-6Al-4V合金，未经处理时的腐蚀电位为-0.04V，电解处理时为0.37V。由于治疗而上升。对于作为对照的纯钛，未处理情况下的电压为-0.16 V，电解处理情况下的电压为0.04 V。接下来，钝化电流密度（定义为电流-电位曲线上1.0V电位下的电流密度）对于未处理的Ti-6Al-7Nb合金为6.5μA/cm2，电解处理为0.36μA/cm2，-6Al -4V合金也因电解处理而降低：未处理：5.1μA/cm2，电解处理：0.39μA/cm2。对于纯钛，未处理：8.0 μA/cm2，电解处理：1.2 μA/cm2。因此，证实本研究中的电解处理提高了钛合金的耐腐蚀性能。 ③表面分析结果：对各样品的表面成分进行XPS分析，Ti-6Al-7Nb合金的Ti 2p3/2中Ti4+的比例为：未处理：51%、电解处理：82%、Ti-6Al - 对于4V合金，分别为57%和82%，表明本研究中的电解处理促进了钛合金表面的氧化。