チタン基生体用形状記憶合金の内部組織制御及び特性改善

生物材料用钛基形状记忆合金内部结构控制及性能改进

基本信息

批准号：
09J05200
负责人：
戸部裕史
金额：
$ 1.34万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までの研究では、β型Ti基形状記憶合金のマルテンサイト相(α"相)において、格子定数が合金組成によって変化することで変形双晶の活動頻度が変化することを明らかにした。また、そのような変形双晶の活動頻度の組成依存性が、加工集合組織の組成依存性と関連していることを示唆した。そこで本年度では、すべりや双晶による変形が内部組織にどのような影響を及ぼすのかを調べることで、加工集合組織の形成機構を明らかにすることを目的とした。Tiにβ相安定化元素としてNbを添加したTi-Nb二元系合金をアーク溶解により作製した。合金組成を変化させることで、α"相の格子定数を変化させることができる。作製した合金に対し、室温において圧延による変形を施した。この際、圧延率を変化させた試料を作製し、変形過程を観察するための試料とした。圧延後の試料に対し、透過型電子顕微鏡を用いて内部組織観察を行った。すべり変形が主要な変形モードとなっている組成では、圧延率の増加に伴い転位密度の増加がみられた。このような組成には強い(100)_<α">[010]_<α">加工集合組織が形成された。変形双晶が活動的な組成では、圧延初期に多数の太い双晶バンドの導入がみられ、その後はバンドの内部に新たな双晶が導入されることによって変形が進んでいくことがわかった。結晶粒が双晶界面で分断されることで、圧延加工によって組織が微細化し、強い加工集合組織は形成されなかった。以上のように、本研究ではβ型Ti基形状記憶合金の合金組成と変形機構、形成される加工集合組織との関連性を明らかにした。この成果は、β型Ti基生体用形状記憶合金の内部組織制御技術の確立に大きく貢献するものである。

直到上一年的研究表明，当晶格常数变化时，变形双胞胎的活性频率会变化，具体取决于基于β型Ti的Martensitic阶段（α“阶段）基于β型Ti的形状记忆合金合金的合金组成。它还表明，Twins的活性依赖性的组成频率与该过程的构成依赖性有关，从而阐明了该方法，因此，该方面的依赖性依赖于该依赖性，从而依赖于该依赖性。通过检查带有NB的Ti-Nb二元合金的质地，将其添加为β相稳定元件，通过改变合金组成，可以改变α的晶格常数。制备的合金在室温下滚动变形。目前，制备了滚动比变化的样品，并用于观察变形过程。使用透射电子显微镜在滚动样品上观察到内组织。在滑动变形为主要变形模式的组合物中，位错密度随滚动速率的增加而增加。形成了对这种组成的抗性过程纹理。发现在滚动的早期阶段引入了许多厚双胞胎的组合物中，将许多厚的双带引入，然后将新的双胞胎引入该带中，从而导致变形。当晶体晶粒在双界面上分配时，结构通过滚动更细，没有形成强加工纹理。如上所述，这项研究揭示了基于β型Ti的形状记忆合金的合金组成，变形机理和形成的加工纹理之间的关系。这项成就将极大地有助于建立基于β型Ti的生物量形状合金的内部组织控制技术。