CN105917012A - 医疗用合金及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种医疗用合金,其为由Au‑Pt合金构成的医疗用合金,Pt浓度为24质量%以上且小于34质量%、余量由Au组成,具有在α相基体中分布有富Pt相的材料组织,所述富Pt相的Pt浓度至少高于α相,所述富Pt相由Pt浓度为α相的Pt浓度的1.2~3.8倍的Au‑Pt合金构成,任意剖面中的所述富Pt相的面积率为1~22%。该合金为对MRI等磁场环境的适合性优良、具有水的磁化率±4ppm的磁化率、能够实现无伪影的合金材料。
Description
技术分野
本发明涉及医疗用合金,详细而言,涉及适合于塞栓用线圈等医疗器具的合金,尤其是在核磁共振成像诊断处理装置(MRI)等磁场环境中不易产生伪影的合金。
背景技术
对用于塞栓用线圈、夹子、导管、支架、导线等医疗器具的医疗用材料而言,要求生物顺应性、耐腐蚀性、加工性等特性。针对这些要求,迄今为止已经实用化的金属材料有不锈钢、Co-Cr合金、Pt-W合金等(专利文献1)。
近年来,在医疗现场正在广泛开展使用核磁共振成像诊断处理装置(MRI)的治疗、手术,对磁场环境中的医疗器具的构成材料的影响令人忧心忡忡。作为考虑了该磁场环境的材料特性,可以列举磁化率。这是由于,材料的磁化率有问题是造成MRI的伪影(伪像)的主要原因。伪影是指如下现象:由于金属的磁化率与位于其附近区域的生物体组织的磁化率在磁场中的差异,MRI影像产生畸变。产生伪影时,会妨碍正确地进行手术和诊断。并且,上述已有实用例的医疗用材料与生物体组织的磁化率差异大,无法抑制伪影。
关于这一点,考虑了无伪影的合金的开发例也并不是不存在。例如,专利文献2中有使用了Au和Pd的合金、或Ag和Pd的合金的能够用于MRI的支架的开发例。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2010-536491号公报
专利文献2:日本专利第4523179号说明书
发明内容
发明要解决的问题
但是,上述现有合金仅仅考虑了降低磁化率,其基准不明确。并且,本发明人认为,这些合金实际并不能称为无伪影。
在此,若将可实现无伪影的材料所需满足的基准具体化,其磁化率(体积磁化率)需要接近生物体组织的磁化率。生物体组织的磁化率源于作为其主要构成成分的水,水的磁化率为-9ppm(-9×10-6),因而稍稍显示出反磁性。因此,无伪影的材料是指其磁化率接近水的磁化率(-9ppm)的材料。
本发明是以上述情况为背景完成的,提供对MRI等磁场环境的适合性优良、能实现无伪影的合金材料。在此,作为其具体基准,使用水的磁化率±4ppm的磁化率(-13ppm~-5ppm)。
用于解决问题的手段
如上所述,本发明提供作为无伪影的合金的、磁化率(体积磁化率)为-13~-5ppm的合金,该目标值稍稍为反磁性。因此,本发明人决定使用Au作为显示这种反磁性的合金的基础金属元素。这是由于,Au是磁化率为-34ppm的反磁性金属,并且生物顺应性、耐腐蚀性、加工性等也良好,作为医疗用材料可以说是优选的。并且,为了使Au的磁化率达到上述目标值,本发明人决定将其与磁化率为正值的金属进行合金化。对于该合金元素,除了磁化率为正值以外,与Au同样地要求生物顺应性、耐腐蚀性。本发明人决定使用Pt作为该合金元素。这是由于,Pt是磁化率为+279ppm的金属,并且具有上述要求特性。
此外,优选Pt作为合金元素的理由在于,Pt容易与Au合金化,具有100%为固溶体的单一α相区域(参照图1的状态图)。可以预期,构成相为单相则磁化率也同样,因此认为可以通过调整Pt浓度来控制磁化率。
本发明人首先对单相(α相)的Au-Pt合金的制造可能性及其磁化特性进行了研究,结果确认:可以由α相区域通过适当的熔体化处理制造作为过饱和固溶体的单相的Au-Pt合金。此外还确认:该单相的Au-Pt合金具有随着Pt浓度的上升磁化率向正值侧线性变化的倾向。在此,单相的Au-Pt合金的磁化率有如下倾向:在Pt浓度为34~36质量%时显示优选的磁化率,在Pt浓度低于34质量%时,Pt的效果不足,磁化率从优选范围移动到负值侧;相反,Pt浓度超过36质量%时,移动到正值侧。
用于发挥上述优选的磁化率的组成范围(Pt浓度为34~36质量%)可以说是极其狭窄的。关于这一点,Au和Pt都是价格变动大的贵金属,若考虑合金的成本,则优选可在更宽的组成范围内发挥期望的磁化率。
因此,本发明人研究了在更宽的组成范围内对Au-Pt合金的磁化率进行控制的手段,结果发现,对于Pt浓度低于34质量%的Au-Pt合金,通过以α相为基体、一边对富Pt相进行控制一边使其在基体中析出,能够使合金整体的磁化率达到优选磁化率,从而想到了本发明。
即,本发明为一种医疗用合金,其为含有Au-Pt合金的医疗用合金,其中,Pt浓度为24质量%以上且小于34质量%、余量由Au组成,具有在α相基体中分布有富Pt相的材料组织,上述富Pt相的Pt浓度至少高于α相,上述富Pt相含有Pt浓度为α相的Pt浓度的1.2~3.8倍的Au-Pt合金,上述医疗用合金的任意剖面中的上述富Pt相的面积率为1~22%。
以下对本发明进行更详细的说明。如上所述,本发明的Au-Pt合金中,对于Pt浓度为24质量%以上且小于34质量%的范围,使α相中析出规定量的富Pt相而将合金整体的磁化率调整至优选范围。该磁化率调整的机理可以说明如下:成为基体的α相的Pt浓度小于34质量%,如上所述,其磁化率与优选范围相比处于负值侧。另一方面,作为析出相的富Pt相,是与α相相比Pt浓度高的Au-Pt合金,因此考虑Pt的磁化率(+279ppm)则该析出相的磁化率具有正磁化率。因此,通过分布有析出相,合金的磁化率与单相状态的合金相比移动到正值侧,通过对析出相的分布量进行优化,能够将磁化率设置在优选范围内。
关于该分布在α相中的析出相、即富Pt相,详细而言是Pt浓度为α相的Pt浓度的1.2倍~3.8倍的Au-Pt合金。析出的富Pt相的组成根据Au-Pt合金的合金组成而变化,这一点容后详述。
此外,关于富Pt相的分布量,在合金的任意剖面中,富Pt相在整体中所占的面积率为1~22%。但是,富Pt相的分布量是应根据其组成而调整的要素。
需要说明的是,在本发明中,面积率是指:在对任意的剖面观察合金组织时,相对于观察视野的面积率。在此,正如设定为任意的剖面那样,对观察时的切断部位、切断方向没有限定。此外,本发明的Au-Pt合金虽然限定了特定的析出相面积率,但并非按照有意排除析出相的方式来设定观察视野。需要说明的是,观察视野优选设为10000~360000μm2的范围。关于合金中的析出相的面积率的计算,可以对任意的多个位置的剖面测定面积率,并使用平均值。
在此,本发明的Au-Pt合金可以根据合金的Pt浓度范围和富Pt相的组成的相关性进行区分。详细而言,本发明的Au-Pt合金通过对于(1)Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的合金组成、(2)Pt浓度为24质量%以上且小于28质量%的合金组成这2种合金组成类型调整富Pt相的组成等,从而具有优选的磁化率。以下对各组成类型中的优选合金组成进行说明。
作为(1)的Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的Au-Pt合金的构成,可以列举分布有具有类似于Au-Pt系状态图(参照图1)中的α2相的组成的富Pt相(Pt浓度为45±5质量%)的组成。该富Pt相(α2相)由于不连续析出(晶界反应型析出)而呈现出从合金的晶界朝向晶粒内(α相)的片层组织。由于该析出形态,富Pt相(α2相)的析出同时伴随有作为富Au相的α1相的析出。因此,该组成范围的合金由以α相为基体的α1相+α2相、即3相组成。
但是,α1相的Pt浓度低,对合金整体的磁化率的影响极小。因此,在该组成范围中,规定作为富Pt相的α2相的分布量即足矣。并且,α2相的分布量优选在合金的任意剖面中的面积率为5~15%。小于5%时,合金的磁化率有时与优选范围相比位于负值侧,超过15%时,磁化率有时与优选范围相比位于正值侧。需要说明的是,合金的Pt浓度会改变作为基体的α相的磁化率,随着Pt浓度的增加而使其向正值侧推移。因此,富Pt相的量优选根据合金组成来调整,优选的是,合金的Pt浓度越低,则富Pt相的分布量越多。
此外,在(2)的Pt浓度为24质量%以上且小于28质量%的Au-Pt合金中,将析出的富Pt相暂时称为α2’相,优选其中分布有Pt浓度比α2相高的相。该合金组成中,Pt浓度低,因此基体(α相)的磁化率位于更负值侧。因此,为了使析出相的磁化率位于更正值侧,与α2相相比需要进一步提高Pt浓度。本申请中,该合金组成中的α2’相的Pt浓度优选86~90质量%。
该合金组成中的富Pt相(α2’相)的析出形态与(1)的合金组成中不同,为连续析出,在位错密度高的位置(包括通过引入加工应变而形成的位错密度高的位置)析出。因此,α2’相除了在晶体的晶界析出外,一部分也可以在晶粒内析出。并且,其分布量优选为:在合金的任意剖面中的面积率达到10~22%。低于10%时,合金的磁化率与优选范围相比位于负值侧,超过22%时,磁化率与优选范围相比位于正值侧。
需要说明的是,在为该组成的Au-Pt合金时,在富Pt相(α2’相)的附近部(α相),微观上产生了越靠近与α2’相的界面Au浓度越降低的浓度梯度。因此,该合金的相组成严格来说含有“α相”+“具有Au浓度梯度的α相”+“α2’相”这3相,但具有Au浓度梯度的α相是微观上的,此外,由于Pt浓度低,因此对合金整体的磁化率的影响极小。因此,在该组成范围中,规定作为富Pt相的α2’相的分布量即足矣。
进而,上述作为富Pt相的α2’相的作用与(1)的Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的Au-Pt合金中的富Pt相的作用相同。此时的α2’相中的Pt浓度与上述相同,为86~90质量%。此外,其分布量优选为:在合金的任意剖面中的面积率为1~13%。需要说明的是,该析出有α2’相的Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的Au-Pt合金的相组成也含有“α相”+“具有Au浓度梯度的α相”+“α2’相”,磁化率取决于作为富Pt相的α2’相的分布量。
如以上所述,本发明的Au-Pt合金,在Pt浓度为24质量%以上且小于34质量%的组成范围内,通过使富Pt相适当析出而使磁化率达到优选范围。需要说明的是,Pt浓度小于24质量%的Au-Pt合金中,α相的磁化率过度位于负值侧,即使考虑富Pt相的作用也不能使合金的磁化率位于优选范围。此外,关于Pt浓度为34质量%以上的合金,在36%以下时,虽然为单一α相的状态且显示优选的磁化率、存在析出物,但磁化率变为不优选的值,超过36质量%时,即使为单相状态,磁化率也过度位于正值侧,磁化率无法调整到优选范围。
然后对本发明的Au-Pt合金的制造方法进行说明。本发明的Au-Pt合金的制造方法的基本工序含有如下工序:将由α相组成的过饱和固溶体合金在600~1000℃进行热处理,使富Pt相析出。
在制造本发明的Au-Pt合金时,对单一α相的过饱和固溶体进行热处理是为了控制析出物(富Pt相)的量、调整磁化率。即,若仅仅使富Pt相析出则并不需要形成过饱和固溶体的工序,按照使通过熔融铸造等获得的合金位于α相区域的方式加热、冷却也能够析出富Pt相,但析出量过少。因此,首先将合金制成单相的过饱和固溶体,以与合金组成相适应的热处理条件进行热处理,从而析出与目标磁化率相应的富Pt相。
作为形成Au-Pt合金的单一α相的过饱和固溶体的方法,可以列举一般的熔体化处理,即通过熔融铸造等制造合金铸锭后,按照位于α相区域的方式加热、骤冷。但是,通过一般的熔体化处理难以获得单一α相的状态。因为,担心在骤冷过程中发生极微量的α2相的析出。此外,通过熔融铸造等获得的合金铸锭中有时会产生偏析,这也会妨碍单相化。因此,本发明中,为了获得单一α相的过饱和固溶体合金,优选对合金铸锭进行复数次的以下所说明的单相化处理。
单相化处理是指:将对熔融铸造而得的合金铸锭进行冷加工的工序、和在与合金组成相应的α相区域温度以上进行热处理的工序组合成的一组工序。该单相化处理中的冷加工是将通过熔融铸造而形成的铸造组织破坏、使后续的热处理所引起的原子移动变得容易的处理。此外,热处理是用于解除由铸造所引起的偏析、进而使合金的相组成变成α相的处理,是使合金中的析出物恢复至α相并最终使析出物消失的处理。并且,通过将该冷加工和热处理的组合重复进行复数次,解除了偏析且析出物消失,实现了材料组成的均一化和相组成的单相化。
并且,若对单相化处理进行更详细的说明,冷加工可以为冷轧、冷锻、冷拉丝、冷挤压等中的任一加工方式。优选带槽辊辊轧等冷轧。该冷加工中的加工率优选设为30%以上。需要说明的是,之所以将该加工设为冷条件(室温)下的加工,是因为加温条件或加热条件下的加工会析出α2相。
此外,关于单相化处理中的热处理,具体而言,加热温度优选设为1150~1250℃。这是由于,为α相区域温度以下时会析出α2相。关于加热时的加热时间,优选设为1~24小时。此外,加热后的冷却为骤冷,优选加热后3秒内投入冷却介质中。
以上的含有冷加工和热处理的单相化处理优选进行2次以上。1次单相化处理的情况下效果不充分,偏析等损害均质性的因素有可能残留。实施次数的上限没有特别限制,从制造效率的观点出发,优选设为2次。
本发明的Au-Pt合金的制造方法为:对按照上述方式获得的单一α相的过饱和固溶体合金进行热处理,使富Pt相析出。该用于期望的相分离的热处理为在状态图中的(α1+α2)区域内且未达到α相区域的温度下的加热处理,具体的温度范围设为600~1000℃。此外,热处理时间优选设为1~48小时。
对过饱和固溶体进行的热处理所引起的相分离在较高Pt浓度的Au-Pt合金时容易进行。如上所述,本发明的Au-Pt合金的富Pt相的组成及析出模式根据Pt浓度而不同,具有(1)Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的合金、和(2)Pt浓度为24质量%以上且小于28质量%的合金这2种类型。仅热处理所引起的相分离在(1)Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的过饱和固溶体时容易进行。这是由于,通过设为高Pt浓度,能够在原子容易移动的高温下进行相分离,此外,由于低温下α相与分离相(α1、α2)的浓度差变大,因此这些成为相分离的驱动力,仅提供热能即发生相分离。
在对(1)Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的过饱和固溶体进行热处理时,析出作为富Pt相的α2相,同时析出作为富Au相的α1相。此时,设定的热处理温度下的α2相(α1相)的组成及析出量可以基于状态图通过所谓的“杠杆原理(lever rule)”来推定。并且,如上所述,在该组成范围内,合金的Pt浓度越低则富Pt相的分布量越多,这是优选的。因此,参照图1的状态图可知,在上述热处理温度范围(600~1000℃)内,Pt浓度高的合金的热处理温度优选设定在高温侧、Pt浓度低的合金的热处理温度优选设定在低温侧。
此外,作为使进行了单相化的过饱和固溶体发生相分离的手段,还可以将热处理和导入加工应变组合使用。该方法对(2)Pt浓度为24质量%以上且小于28质量%的组成范围的过饱和固溶体合金特别有效。如上所述,Pt浓度低时,优选将用于相分离的热处理温度设定在低温侧,但热处理温度降低时,Pt及Au的扩散变慢。由于这些原因,对于Pt浓度小于28质量%的过饱和固溶体合金而言,仅通过热处理难以进行相分离。因此,对过饱和固溶体合金进行冷加工,使材料组织中残留有加工应变,将该应变能量作为相分离的驱动力,从而通过热处理进行相分离。
并且,对于通过组合有该冷加工和热处理的相分离进行的富Pt相的析出而言,主要可以通过冷加工时的加工率来控制富Pt相的析出量。加工率优选设为10~30%。加工率小于10%时,应变的导入不充分,不能获得充分的富Pt相。此外,加工率超过30%时,富Pt相的析出超过了优选范围,合金的磁化率大幅地移动到正向侧。需要说明的是,作为该冷加工,可以是冷轧、冷锻、冷拉丝、冷挤压等中的任一加工方式。优选冷轧。
以上说明的含有组合有冷加工和热处理的工序的制造方法,主要是为了控制富Pt相的析出量而对加工率进行了设定,与热处理温度相比,加工率更为重要。热处理温度优选700~900℃,热处理时间优选设为1~12小时。
需要说明的是,如上所述,伴有冷加工的相分离方法对Pt浓度为24质量%以上且小于28质量%的过饱和固溶体合金特别有用,但对于Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的过饱和固溶体也是有效的。其加工条件、热处理条件优选与上述相同。
如以上说明那样,本发明的Au-Pt合金可以通过对单一α相的过饱和固溶体进行与组成相应的适当热处理而制造。
需要说明的是,关于制造过饱和固溶体之前的合金铸锭的熔融铸造,可以使用一般的熔融铸造条件。关于合金的组成调整,可以将Au、Pt各自的原料金属按照目标组成(Pt:24质量%以上且小于34质量%)混合,通过电弧熔解、高频加热熔解等进行熔融铸造,从而可以制造合金铸锭。此外,熔融铸造后的合金铸锭还可以在单相化处理前进行热锻等热加工。通过利用变形阻力少的热锻预先进行凝固组织的破坏、偏析的去耦合,从而后续的单相化处理变得更有效。进行热加工时的加工温度优选设为700~1050℃。这是由于,低于700℃时失去可锻性,加工时会产生裂纹。
发明效果
如以上所说明,本发明的由Au-Pt合金构成的医疗用合金具有作为无伪影材料的优选的磁化率。该Au-Pt合金能够通过将Pt浓度设在24质量%以上且小于34质量%的范围内而制造,具有较宽的Pt浓度调整幅度。
并且,从其组成元素来看,本发明的医疗用合金的生物顺应性、耐腐蚀性、加工性等作为医疗用合金所需要的特性也良好。本发明适合于塞栓用线圈等医疗器具,对于MRI等在磁场环境中使用的医疗器具有用。
附图说明
图1:Au-Pt系合金的状态图。
图2:Au-28Pt合金(热处理温度900℃)的SEM照片。
图3:Au-26Pt合金(加工率30%、热处理温度850℃)的SEM照片。
图4:Au-30Pt合金、Au-26Pt合金的利用MRI装置拍摄的结果。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。本实施方式中,制造改变了Pt浓度的Au-Pt合金铸锭,对其进行单相化处理后进行用于相分离的热处理,然后对其相组成进行确认,然后测定磁化率并研究有无发生伪影的可能性。
第一实施方式:该方式制造Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的Au-Pt合金。按照成为目标组成的方式称量纯Au及纯Pt(纯度均为99.99%:田中贵金属工业(株)制),将其高频熔融,铸造合金铸锭。合金铸锭以60g的标准来制造。对该熔融铸造的合金铸锭进行热锻。该锻造在温度1000℃下进行。
然后,对合金铸锭进行单相化处理,制造单一α相的过饱和固溶体合金。作为单相化处理,首先对合金铸锭进行开槽冷轧而进行冷加工(加工率为40%)。然后,将合金铸锭在1200℃下加热1小时。然后,投入冰水中骤冷。将该由冷加工和热处理组合而成的单相化处理进行3次。
然后,对单相化处理后的合金进行热处理,使富Pt相析出。该热处理设定在600℃~950℃之间。热处理为:将合金加热并经历时间后投入冰水中骤冷。对热处理后的合金进行开槽冷轧加工,获得Au-Pt合金线。
对制造的Au-Pt合金线的剖面进行SEM观察,进行组织观察(观察视野140μm×100μm)并算出作为富Pt相的α2相的面积率与α1相的合计面积率。
然后,测定体积磁化率。磁化率的测定是用超导量子干涉仪(SQUID)装置(Quantum Design Japan.制7T-SQUID磁束计)对各合金样品进行的。测定温度为37℃。并且,将在目标磁化率、即5~-13ppm的范围内的样品记载为合格“○”,将范围外的样品记载为不合格“×”。以上的各分析和测定的结果如表1所示。
[表1]
由表1可知,首先,本实施方式中制造的各种Au-Pt合金(Pt浓度:28质量%、30质量%、33质量%)均适当设定了热处理温度、且根据Pt浓度使其析出了合适量的富Pt相(α2相),从而具有优选的磁化率(-9ppm±4ppm)。富Pt相(α2相)的分布量(面积率)的优选范围根据Pt浓度而不同,在本实施方式的合金的情况下,8~10%(Pt浓度:28质量%)、6~9%(Pt浓度:30质量%)、5~6%(Pt浓度:33质量%)为优选范围,富Pt相随着Pt浓度的上升而下降。此外可知:用于形成优选的磁化率的热处理温度为600~700℃(Pt浓度:28质量%)、600~850℃(Pt浓度:30质量%)、850~950℃(Pt浓度:33质量%),优选随着Pt浓度的上升而提高热处理温度。需要说明的是,该实施方式中的各合金的α2相的Pt浓度均在45±5质量%的范围内。
图2为Au-28Pt合金(热处理温度900℃)的SEM照片。根据图,该合金的组织中可确认到从结晶晶界朝向晶粒内的片层状的析出相。对图像内的含有析出物的多个点进行EDX分析,结果确认,该析出相是富Pt的α2相和富Au的α1相交替形成层而成的。
第二实施方式:该实施方式中制造Pt浓度为24质量%以上且小于28质量%的Au-Pt合金。利用熔融铸造进行的合金铸锭的制造工序、及利用单相化处理进行的单一α相的过饱和固溶体合金的制造工序与第一实施方式相同。
本实施方式中,在使富Pt相析出的热处理前,对Au-Pt合金进行冷加工,从而进行了加工应变的导入。该加工为:在室温下对Au-Pt合金进行加工度为10~30%的开槽冷轧,从而对合金线进行加工。然后,对加工后的各合金线进行热处理,使富Pt相析出。热处理温度设定为700~850℃。
对于热处理后的各样品,与第一实施方式同样地进行组织观察并测定富Pt相的面积率。此外,通过EDX分析测定富Pt相的Pt浓度。并且,在此后进行了各样品的磁化率测定。表2中示出其测定结果。
[表2]
由表2可以确认,该组成范围的合金在热处理后也具有优选的磁化率。但是,对该组成范围的Au-Pt合金而言,热处理前的单一α相合金的加工是必不可少的,在无加工的状态下,即使进行热处理,富Pt相的析出量也少,其Pt浓度也低,因此磁化率大幅度地移动到负值侧。此外,有时会由于热处理前的加工率而使磁化率产生差异(合适或不合适)。
图3为Au-26Pt合金(加工率30%、热处理温度850℃)的SEM照片。根据图,在该组成范围的合金中,可以确认以结晶晶界为中心的粒状析出相以及位于晶粒内的粒状析出相。如表2所示,该析出相的Pt浓度在86~90质量%的范围内,为Pt浓度高于第一实施方式的合金的富Pt相(α2相)的相。
第三实施方式:该实施方式中,以Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的Au-Pt合金为对象,使用冷加工和热处理的组合作为单相的过饱和固溶体的相分离方法来进行合金制造。与第一实施方式同样地,通过熔融铸造来制造合金铸锭、进行单相化处理、对该单相的过饱和固溶体合金进行加工度为10~30%的开槽冷轧而进行冷加工、将热处理温度适当为750~850℃来进行热处理。然后,进行组织观察、富Pt相的Pt浓度测定、磁化率测定。表3中示出其测定结果。
[表3]
由表3可以确认:Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%的Au-Pt合金通过冷加工和热处理的组合也能够达成优选的磁化率。此外可知,例如,在Au-33质量%Pt合金的情况下,在仅进行热处理时,若不在850℃以上进行热处理则无法使磁化率达到优选值(表1),通过与冷加工组合,即使在600℃下也能够使磁化率达到优选值。即,通过在相分离时与冷加工组合,从而可以谋求热处理温度的降低。
上述实施方式制造的Au-Pt合金中,对第一实施方式中的Au-30Pt合金(热处理温度850℃(无加工)、无热处理(无加工))以及第二实施方式中的Au-26Pt合金(热处理温度800℃(加工率30%)、无热处理(无加工))这4种合金,用MRI装置(西门子公司制、Magnetom Sonata:1.5T)评价伪影的有无。在该试验中,在Pyrex(注册商标)制的试管中,将合金样品用琼脂糖凝胶固定后,对其用MRI装置进行拍摄并目视确认。拍摄中使用了梯度回波法(TR:270ms、TE:15ms)及自旋回波法(TR:500ms、TE:20ms)。
图4为各Au-Pt合金的利用MRI装置拍摄的结果。根据图4可知,未通过热处理、加工调整相组成的Au-Pt合金中可观察到明显的伪影。与此相对地,可确认本实施方式的Au-Pt合金则没有伪影。
产业上的可利用性
本发明的由Au-Pt合金构成的医疗用合金具有适合抑制伪影的磁化率。该合金的生物顺应性、耐腐蚀性、加工性等对医疗用合金要求的特性也良好。本发明对于塞栓用线圈、夹子、导管、支架、导线等在MRI等磁场环境中使用的医疗器具有用。
Claims (8)
1.一种由Au-Pt合金构成的医疗用合金,Pt浓度为24质量%以上且小于34质量%、余量由Au组成,
具有在α相基体中分布有富Pt相的材料组织,所述富Pt相的Pt浓度至少高于α相,
所述富Pt相由Pt浓度为α相的Pt浓度的1.2~3.8倍的Au-Pt合金构成,
所述医疗用合金的任意剖面中的所述富Pt相的面积率为1~22%。
2.根据权利要求1所述的医疗用合金,其中,
Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%,
分布有作为富Pt相的α2相,
所述医疗用合金的任意剖面中的所述富Pt相的面积率为5~15%。
3.根据权利要求1所述的医疗用合金,其中,
Pt浓度为24质量%以上且小于28质量%,
分布有作为富Pt相的、Pt浓度为86~90wt%的Au-Pt合金,
所述医疗用合金的任意剖面中的所述富Pt相的面积率为10~22%。
4.根据权利要求1所述的医疗用合金,其中,
Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%,
分布有作为富Pt相的、Pt浓度为86~90wt%的Au-Pt合金,
所述医疗用合金的任意剖面中的所述富Pt相的面积率为1~13%。
5.一种医疗用合金的制造方法,其为权利要求1~4中任一项所述的医疗用合金的制造方法,其含有以下工序:
将Pt浓度为24质量%以上且小于34质量%、余量为Au的Au-Pt合金的过饱和固溶体在600~1000℃的温度下进行热处理,使富Pt相析出。
6.根据权利要求5所述的医疗用合金的制造方法,其中,作为制造Au-Pt合金的过饱和固溶体的工序,含有以下工序:
在将由Pt浓度为24质量%以上且小于34质量%、余量为Au的Au-Pt合金构成的合金铸锭熔融铸造后,
对所述合金铸锭进行至少2次以上的单相化处理,所述单相化处理包含冷轧和1150℃~1250℃的热处理。
7.根据权利要求5或6所述的医疗用合金的制造方法,其中,进行热处理的过饱和固溶体是由Pt浓度为28质量%以上且小于34质量%、余量为Au的Au-Pt合金构成的过饱和固溶体。
8.根据权利要求5或6所述的医疗用合金的制造方法,其中,进行热处理的过饱和固溶体是由Pt浓度为24质量%以上且小于28质量%、余量为Au的Au-Pt合金构成的过饱和固溶体,
在热处理前对所述过饱和固溶体进行加工率为10~30%的冷加工,然后进行热处理,使富Pt相析出。
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