JP2010528188A - マグネシウム基合金 - Google Patents
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Abstract
Description
**腐食についての試験は、特別な技術によって行った。腐食速度は、試料を、流速50m/分の0.9%塩化ナトリウム水溶液の流れ中に置いた後に計算した。腐食速度は、試料重量の損出に基づいて、及び溶液中に排出されたマグネシウムの量によって定義した。測定のデータは平均化した。こうした試験方式は、試料重量損失の測定法による腐食速度の測定値を歪める試料表面からの腐食生成物を連続して取り除くことを可能にする。
0.1〜4.0質量%のインジウムと、
0.1〜15.0質量%のスカンジウムと、
0.1〜3.0質量%のイットリウムと、
0.1〜3.0質量%の希土類金属と、
0.1〜0.7質量%のジルコニウムと、
(合計)最大1質量%の(不可避の不純物を含めた)他の不純物、及び(金属不純物のみを考慮して)99.98%以上の純度を有するマグネシウムを有し、100%に至るまで補充されるバランスと
を含むマグネシウム基合金を提供する。(酸素、水素、窒素のような非金属不純物は考慮しない。)不可避の不純物を含めた不純物は、1質量%以下の量だけ存在し得る。
0.1〜4.0質量%のインジウムと、
0.1〜15.0質量%のスカンジウムと、
0.1〜3.0質量%のイットリウムと、
0.1〜3.0質量%の希土類金属と、
0.1〜0.7質量%のジルコニウムと、
最大1質量%の(不可避な不純物を含めた)他の不純物、(金属不純物のみを考慮して)99.98%以上の純度を有するマグネシウムを有し、100%に至るまで補充されるバランスと
を含むか、これらから成るマグネシウム基合金を提供する。
多成分マグネシウム合金についての研究は、Mg−Sc−Y−RE−Zr系の合金中へのインジウムの添加が、その結晶化中に、急激な微粒化をもたらすことを明らかにした。
種々のデータによれば、スカンジウムは、マグネシウム中で最大28%の溶解限度を有する。実験結果は、最大15%の限度内での、マグネシウムへのスカンジウムの添加が、Mg−Sc固溶体の生成を与えることを示している。Mg−Sc固溶体は、合金の可塑性及び強度を増加させ、(5%以上のスカンジウムの含有量では)塩化ナトリウム水溶液中での腐食速度を少し増加させる。より高い濃度(最大15%)を有するスカンジウムについては、Mg−Sc合金の腐食速度は何倍にも増加し得る。
イットリウムは、(種々の参考文献によれば)室温では約2〜6%の、マグネシウム中の溶解限度を有する。最大3%のイットリウムのマグネシウム中への添加は、Mg−Y合金の可塑性及び耐食性の本質的な低下なしに、その強度を増加させる。イットリウムは、平滑筋細胞増殖の抑制(再狭窄予防)等に影響を与えることもできる。
マグネシウム合金の特性に対する希土類金属の影響は、マグネシウム合金中のREの溶解度、及びREの融点に依存する。固体マグネシウム中のREの溶解度は、実質的に0%(La)から最大7%(Lu)までの範囲である。64(Gd)から最高で71(Lu)までの質量数を有する属からの金属は、セリウム属の金属より高い、融解温度(融点)及びマグネシウム中の溶解限度を有する。最大3%のREをマグネシウムと合金化することは、これらの耐クリープ性及び耐食性を増加させる。これに加えて、希土類金属は、初期インゴットの生産中のマグネシウム合金の微小孔率を低減する。
ジルコニウムは、インゴットの溶錬中にマグネシウム合金中で微粒化を行う既知の基本元素である。微粒子インゴットは、前処理及び後処理の変形をより施し易い。
合金は、本質的に、99.97%の純度を有するマグネシウムに、(質量%で)2.0%のインジウム、5.2%のスカンジウム、2.4%のイットリウム、3.0%の希土類、及び0.4%のジルコニウムを添加して成る。Fe、Ni及びCuの各々の含有量は0.002%を超えず、付随的元素及び不純物の含有量は0.05%を超えない。
(430℃の温度で1時間以内のアニール後の)機械特性は:YS=215MPa、UTS=290MPa、伸び=25%であった。
インゴットは、99.99%の純度を有するマグネシウムを主成分とし、(質量%で)1.6%のインジウム、9.0%のスカンジウム、2.7%のイットリウム、2.0%の希土類、及び0.5%のジルコニウムを添加して成る。Fe、Ni及びCuの各々の含有量は0.002%を超えず、合金中の他の不純物の含有量は0.01%を超えない。このインゴットは、例1に詳述した方法によって得られた。
(470℃の温度での1時間以内のアニール後の)機械特性は:YS=190MPa、UTS=275MPa、伸び=29%であった。(流れ中の)腐食速度は1.8mg/cm2/日であった。
Claims (20)
- 総量0.1〜4質量%のインジウム及び/またはガリウムと、
総量0.1〜15.0質量%のスカンジウム及び/またはガドリニウムと、
総量0.1〜3.0質量%のイットリウムと、
総量0.1〜3.0質量%の希土類金属と、
総量0.1〜0.7質量%の、ジルコニウム、ハフニウム、及びチタンのうち1つ以上と、
99.98質量%以上の純度を有し、バランスを構成するマグネシウムと
を含むことを特徴とするマグネシウム基合金。 - 請求項1に記載の合金において、鉄不純物、ニッケル不純物、または銅不純物の各々が、0.002質量%以下の量だけ存在することを特徴とする合金。
- 請求項1または2に記載の合金において、超微粒子構造を有し、粒径が3ミクロン以下であることを特徴とする合金。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の合金において、0.001質量%以下の有毒元素を含むことを特徴とする合金。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金において、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、ベリリウム(Be)、カドミウム(Cd)、クロム(Cr)、水銀(Hg)、ストロンチウム(Sr)及びトリウム(Th)の各々が、0.001質量%以下の量だけ存在することを特徴とする合金。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を、医療装置の少なくとも一部の製造用に使用する合金の使用法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療装置。
- 前記医療装置またはその一部が、ねじ、ボルト、プレート、ステープル、管状メッシュ、ステント、コイル、マーカー、及びカテーテルであることを特徴とする請求項6に記載の合金の使用法または請求項7に記載の医療装置。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療用ねじ。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含むエンドプロテーゼ。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療用ボルト。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療用プレート。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療用ステープル。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療用管状メッシュ。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療用ステント。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療用コイル。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療用コイル。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療用X線マーカー。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金を含む医療用カテーテル。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の合金において、ねじ、ボルト、プレート、ステープル、管状メッシュ、ステント、スパイラル、コイル、マーカー及びカテーテルのような医療品に適用可能な合金。
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