JPH07331499A - 表面多孔質金属の製造方法 - Google Patents
表面多孔質金属の製造方法Info
- Publication number
- JPH07331499A JPH07331499A JP6148633A JP14863394A JPH07331499A JP H07331499 A JPH07331499 A JP H07331499A JP 6148633 A JP6148633 A JP 6148633A JP 14863394 A JP14863394 A JP 14863394A JP H07331499 A JPH07331499 A JP H07331499A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- potential
- several
- chloride
- anode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【構成】 塩化物電解質を含有する酸性又は中性溶液中
において、不働態化する金属をアノードとして孔食電位
以上で定電位を保持することにより、該金属表面を局部
溶解させ、細孔を形成させて表面多孔質金属を製造する
方法である。 【効果】 任意の曲面を有する金属表面に、表面精度を
そこなうことなく、平均孔径が数１０μｍないし数ｍｍ
で、平均深さが１０μｍないし数ｍｍの細孔が効率よく
形成され、表面多孔質金属が得られる。
において、不働態化する金属をアノードとして孔食電位
以上で定電位を保持することにより、該金属表面を局部
溶解させ、細孔を形成させて表面多孔質金属を製造する
方法である。 【効果】 任意の曲面を有する金属表面に、表面精度を
そこなうことなく、平均孔径が数１０μｍないし数ｍｍ
で、平均深さが１０μｍないし数ｍｍの細孔が効率よく
形成され、表面多孔質金属が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は表面多孔質金属の新規な
製造方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本
発明は、ステンレス鋼などの不働態化する金属表面に、
表面精度をそこなうことなく、平均孔径が数１０μｍな
いし数ｍｍで、平均深さが１０μｍないし数ｍｍの細孔
を効率よく形成させ、特に歯科や整形外科などの医療分
野において用いられる生体接合性の良好なインプラント
部材、反応器などの触媒担持基材、あるいは潤滑剤担持
基材などとして有用な表面多孔質金属を製造する方法に
関するものである。
製造方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本
発明は、ステンレス鋼などの不働態化する金属表面に、
表面精度をそこなうことなく、平均孔径が数１０μｍな
いし数ｍｍで、平均深さが１０μｍないし数ｍｍの細孔
を効率よく形成させ、特に歯科や整形外科などの医療分
野において用いられる生体接合性の良好なインプラント
部材、反応器などの触媒担持基材、あるいは潤滑剤担持
基材などとして有用な表面多孔質金属を製造する方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】表面に細孔が設けられた表面多孔質金属
は、種々の用途、例えば歯科や整形外科などの医療分野
において用いられる生体接合性の良好なインプラント部
材、反応器などの触媒担持基材、あるいは潤滑剤担持基
材などの用途に有用であることが知られている。
は、種々の用途、例えば歯科や整形外科などの医療分野
において用いられる生体接合性の良好なインプラント部
材、反応器などの触媒担持基材、あるいは潤滑剤担持基
材などの用途に有用であることが知られている。
【０００３】従来、表面多孔質金属の製造方法として
は、例えば粒径を調整した金属粉末を金属素材表面に焼
結させる方法、金属表面にマスキングを施し、エッチン
グにより多孔質化する方法、熱処理などによって耐食性
に差のある組織を金属表面に形成し、これをエッチング
によって多孔質化する方法、発泡体を表面に残して鋳造
し、その後発泡体のみを除去する方法、ドリリングなど
の機械加工によって金属表面を多孔質化させる方法など
が知られている。
は、例えば粒径を調整した金属粉末を金属素材表面に焼
結させる方法、金属表面にマスキングを施し、エッチン
グにより多孔質化する方法、熱処理などによって耐食性
に差のある組織を金属表面に形成し、これをエッチング
によって多孔質化する方法、発泡体を表面に残して鋳造
し、その後発泡体のみを除去する方法、ドリリングなど
の機械加工によって金属表面を多孔質化させる方法など
が知られている。
【０００４】しかしながら、金属粉末を表面に焼結させ
る方法は、高い表面精度が得られない上、空孔径と分布
密度を独立に変えることができないという欠点がある
し、マスキングしたのちエッチングする方法は、複雑な
形状の表面についてはマスキングが困難であり、利用範
囲が制限されるし、耐食性の差によりエッチングする方
法では孔径が１０μｍ以下のものに限定されるし、鋳造
や機械加工による方法は小さい孔径のものが得られない
という欠点がある。
る方法は、高い表面精度が得られない上、空孔径と分布
密度を独立に変えることができないという欠点がある
し、マスキングしたのちエッチングする方法は、複雑な
形状の表面についてはマスキングが困難であり、利用範
囲が制限されるし、耐食性の差によりエッチングする方
法では孔径が１０μｍ以下のものに限定されるし、鋳造
や機械加工による方法は小さい孔径のものが得られない
という欠点がある。
【０００５】このように、これまで、表面精度を保持し
たまま、平均孔径が数１０μｍないし数ｍｍで、平均深
さが１０μｍないし数ｍｍの表面多孔質金属を製造する
ための、適当な方法は知られていなかった。
たまま、平均孔径が数１０μｍないし数ｍｍで、平均深
さが１０μｍないし数ｍｍの表面多孔質金属を製造する
ための、適当な方法は知られていなかった。
【０００６】ところで、最近、人工関節のステムにおい
ては、骨との長期の結合性を得るために、表面を多孔質
化させ、細孔の中に骨細胞を侵入、成長させて骨と人工
関節の強固な結合を図ることが試みられている。この場
合、骨細胞を侵入させるには１００〜３００μｍ程度の
孔径が必要であるといわれているが、ステムのように曲
面をもつ金属表面に所望の形状の細孔を設けるには、従
来技術では煩雑な操作を必要とし、コストが高くつくの
を免れず、また溶射や焼結では所望の細孔が得られにく
い。
ては、骨との長期の結合性を得るために、表面を多孔質
化させ、細孔の中に骨細胞を侵入、成長させて骨と人工
関節の強固な結合を図ることが試みられている。この場
合、骨細胞を侵入させるには１００〜３００μｍ程度の
孔径が必要であるといわれているが、ステムのように曲
面をもつ金属表面に所望の形状の細孔を設けるには、従
来技術では煩雑な操作を必要とし、コストが高くつくの
を免れず、また溶射や焼結では所望の細孔が得られにく
い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、任意の曲面
をもつ不働態化する金属表面に、表面精度をそこなうこ
となく、平均孔径が数１０μｍないし数ｍｍで、平均深
さが１０μｍないし数ｍｍの細孔を効率よく形成させ、
表面多孔質金属を製造する方法を提供することを目的と
してなされたものである。
をもつ不働態化する金属表面に、表面精度をそこなうこ
となく、平均孔径が数１０μｍないし数ｍｍで、平均深
さが１０μｍないし数ｍｍの細孔を効率よく形成させ、
表面多孔質金属を製造する方法を提供することを目的と
してなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、表面多孔
質金属を製造するために鋭意研究を重ねた結果、塩化物
電解質を含有する酸性又は中性溶液中において、不働態
化する金属をアノードとして、孔食電位以上で定電位を
保持し、該金属表面を局部溶解させることにより、制御
された孔径をもつ表面多孔質金属を容易に製造しうるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。
質金属を製造するために鋭意研究を重ねた結果、塩化物
電解質を含有する酸性又は中性溶液中において、不働態
化する金属をアノードとして、孔食電位以上で定電位を
保持し、該金属表面を局部溶解させることにより、制御
された孔径をもつ表面多孔質金属を容易に製造しうるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。
【０００９】すなわち、本発明は、塩化物電解質を含有
する酸性又は中性溶液中において、不働態化する金属を
アノードとして孔食電位以上で定電位を保持することに
より、該金属表面を局部溶解させ、細孔を形成させるこ
とを特徴とする表面多孔質金属の製造方法を提供するも
のである。
する酸性又は中性溶液中において、不働態化する金属を
アノードとして孔食電位以上で定電位を保持することに
より、該金属表面を局部溶解させ、細孔を形成させるこ
とを特徴とする表面多孔質金属の製造方法を提供するも
のである。
【００１０】本発明方法においては、表面多孔質金属の
素材として、不働態化する金属が用いられる。この不働
態化する金属としては、様々なものを用いることができ
るが、特にステンレス鋼が好適である。該金属の形状に
ついては特に制限はなく、またその表面は任意の曲面を
有していてもよい。
素材として、不働態化する金属が用いられる。この不働
態化する金属としては、様々なものを用いることができ
るが、特にステンレス鋼が好適である。該金属の形状に
ついては特に制限はなく、またその表面は任意の曲面を
有していてもよい。
【００１１】本発明方法においては、酸性又は中性の電
解質溶液中において、前記の不働態化する金属をアノー
ドとして孔食電位以上で定電位を保持することにより、
該金属表面を局部溶解させる。この際、電解質として、
塩化物が用いられる。このような電解質としては、例え
ば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウムなどが
好ましく挙げられ、特に塩化ナトリウムが好適である。
電解質溶液の濃度は、通常０．５〜５モル／リットルの
範囲で選ばれる。電解質のｐＨは、対象材料が活性溶解
しない酸性からアルカリ性にわたる範囲で選ばれるが、
３．０以上の範囲が好ましい。
解質溶液中において、前記の不働態化する金属をアノー
ドとして孔食電位以上で定電位を保持することにより、
該金属表面を局部溶解させる。この際、電解質として、
塩化物が用いられる。このような電解質としては、例え
ば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウムなどが
好ましく挙げられ、特に塩化ナトリウムが好適である。
電解質溶液の濃度は、通常０．５〜５モル／リットルの
範囲で選ばれる。電解質のｐＨは、対象材料が活性溶解
しない酸性からアルカリ性にわたる範囲で選ばれるが、
３．０以上の範囲が好ましい。
【００１２】この電解質溶液中において、前記金属をア
ノードとして、その孔食電位以上で定電位を保持するこ
とが必要である。ステンレス鋼の場合、この孔食電位は
銅の組成溶液の濃度、温度によって大きく変化するが、
例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３１６のものを用いると、銀‐
塩化銀参照電極に対して、温度３０℃、濃度０．５モル
／リットルでは０．６１Ｖ、温度３０℃、濃度２．０モ
ル／リットルでは０．４０Ｖ、温度５０℃、濃度２．０
モル／リットルでは０．１８Ｖである。また、保持電位
は孔食電位よりも貴であり、水の酸素発生電位以下であ
ればよい。電気量は、必要とする孔の大きさと深さ、分
布密度によって左右されるが、基本的にはファラデーの
法則による金属溶解量に基づいて算出される。
ノードとして、その孔食電位以上で定電位を保持するこ
とが必要である。ステンレス鋼の場合、この孔食電位は
銅の組成溶液の濃度、温度によって大きく変化するが、
例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３１６のものを用いると、銀‐
塩化銀参照電極に対して、温度３０℃、濃度０．５モル
／リットルでは０．６１Ｖ、温度３０℃、濃度２．０モ
ル／リットルでは０．４０Ｖ、温度５０℃、濃度２．０
モル／リットルでは０．１８Ｖである。また、保持電位
は孔食電位よりも貴であり、水の酸素発生電位以下であ
ればよい。電気量は、必要とする孔の大きさと深さ、分
布密度によって左右されるが、基本的にはファラデーの
法則による金属溶解量に基づいて算出される。
【００１３】このような処理により、金属表面が局部溶
解していわゆる孔食による食孔が形成され、所望の表面
多孔質金属が得られる。この孔食の発生状況、すなわち
食孔径、食孔深さ、食孔分布密度は、電解質溶液のｐ
Ｈ、温度、濃度や、アノードの保持電位及び電気量など
によって制御することができる。この際、食孔部以外の
金属表面では、不働態皮膜で覆われているので、溶解が
起こらず、処理前の表面精度が保持される。
解していわゆる孔食による食孔が形成され、所望の表面
多孔質金属が得られる。この孔食の発生状況、すなわち
食孔径、食孔深さ、食孔分布密度は、電解質溶液のｐ
Ｈ、温度、濃度や、アノードの保持電位及び電気量など
によって制御することができる。この際、食孔部以外の
金属表面では、不働態皮膜で覆われているので、溶解が
起こらず、処理前の表面精度が保持される。
【００１４】
【発明の効果】本発明によると、任意の曲面をもつステ
ンレス鋼などの金属表面に、その表面精度をそこなうこ
となく、平均孔径が数１０μｍないし数ｍｍで、平均深
さが１０μｍないし数ｍｍの細孔を、孔食を利用して効
率よく形成させ、表面多孔質金属を効果的に製造するこ
とができる。
ンレス鋼などの金属表面に、その表面精度をそこなうこ
となく、平均孔径が数１０μｍないし数ｍｍで、平均深
さが１０μｍないし数ｍｍの細孔を、孔食を利用して効
率よく形成させ、表面多孔質金属を効果的に製造するこ
とができる。
【００１５】本発明方法で得られた表面多孔質金属は、
例えば歯科や成形外科などの医療分野において用いられ
る生体接合性の良好なインプラント部材、反応器などの
触媒担持基材、あるいは潤滑剤担持基材などとして有用
である。
例えば歯科や成形外科などの医療分野において用いられ
る生体接合性の良好なインプラント部材、反応器などの
触媒担持基材、あるいは潤滑剤担持基材などとして有用
である。
【００１６】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
【００１７】実施例１ ステンレス鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＳ３１６）の板材を供試
材として処理を行った。なお、このステンレス鋼の鉄以
外の元素の含有量は、Ｃ ０．０４７重量％、Ｓｉ
０．７０重量％、Ｍｎ １．６９重量％、Ｐ ０．０３
１重量％、Ｓ ０．００９重量％、Ｎｉ １１．４１重
量％、Ｃｒ １７．３７重量％、Ｍｏ ２．４０重量％
及びＣｕ ０．３５重量％であった。
材として処理を行った。なお、このステンレス鋼の鉄以
外の元素の含有量は、Ｃ ０．０４７重量％、Ｓｉ
０．７０重量％、Ｍｎ １．６９重量％、Ｐ ０．０３
１重量％、Ｓ ０．００９重量％、Ｎｉ １１．４１重
量％、Ｃｒ １７．３７重量％、Ｍｏ ２．４０重量％
及びＣｕ ０．３５重量％であった。
【００１８】塩化ナトリウム２．０モル／リットル濃度
の電解質溶液（ｐＨ約７．５０℃）中において、前記ス
テンレス鋼の板材をアノードとし、ポテンシオスタット
を用い、設定電位を５５０ｍＶ（照合電極Ａｇ／ＡｇＣ
ｌ）として、電気量の０．５クーロン／ｃｍ2で処理を
行った。この際のステンレス鋼の孔食電位は０．１８Ｖ
であった。その結果、孔食が発生し表面が多孔質化した
ステンレス鋼板が得られた。図１は、このステンレス鋼
板の表面の組織を示す走査電子顕微鏡写真図であり、こ
の図から、表面が多孔質化していることが分かる。ま
た、平均孔径は４４μｍであった。
の電解質溶液（ｐＨ約７．５０℃）中において、前記ス
テンレス鋼の板材をアノードとし、ポテンシオスタット
を用い、設定電位を５５０ｍＶ（照合電極Ａｇ／ＡｇＣ
ｌ）として、電気量の０．５クーロン／ｃｍ2で処理を
行った。この際のステンレス鋼の孔食電位は０．１８Ｖ
であった。その結果、孔食が発生し表面が多孔質化した
ステンレス鋼板が得られた。図１は、このステンレス鋼
板の表面の組織を示す走査電子顕微鏡写真図であり、こ
の図から、表面が多孔質化していることが分かる。ま
た、平均孔径は４４μｍであった。
【００１９】実施例２ 設定電位を種々変えた以外は、実施例１と同様にして処
理した。図２に、孔食電位からの電位差と食孔数との関
係をグラフで示す。この図から、孔食電位からの電位差
によって食孔数分布を制御できることが分かる。
理した。図２に、孔食電位からの電位差と食孔数との関
係をグラフで示す。この図から、孔食電位からの電位差
によって食孔数分布を制御できることが分かる。
【００２０】実施例３ 実施例１において、電気量を種々変えた以外は、実施例
１と同様にして処理した。図３に、電気量と平均食孔径
との関係をグラフで示す。この図から、電気量によって
平均食孔径を制御できることが分かる。
１と同様にして処理した。図３に、電気量と平均食孔径
との関係をグラフで示す。この図から、電気量によって
平均食孔径を制御できることが分かる。
【図１】 本発明方法により得られた表面多孔質金属の
表面組織を示す走査電子顕微鏡写真図。
表面組織を示す走査電子顕微鏡写真図。
【図２】 孔食電位からの電位差と食孔数との関係を示
すグラフ。
すグラフ。
【図３】 電気量と平均食孔径との関係を示すグラフ。
Claims (2)
- 【請求項１】 塩化物電解質を含有する酸性又は中性溶
液中において、不働態化する金属をアノードとして孔食
電位以上で定電位を保持することにより、該金属表面を
局部溶解させ、細孔を形成させることを特徴とする表面
多孔質金属の製造方法。 - 【請求項２】 不働態化する金属がステンレス鋼である
請求項１記載の表面多孔質金属の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6148633A JPH07331499A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 表面多孔質金属の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6148633A JPH07331499A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 表面多孔質金属の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07331499A true JPH07331499A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=15457161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6148633A Pending JPH07331499A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 表面多孔質金属の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07331499A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006029708A1 (de) * | 2004-09-15 | 2006-03-23 | Technische Universität München | Verfahren zur erzeugung einer strukturierung von metalloberflächen sowie nach diesem verfahren hergestellte bauteile |
| JP2009035803A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 摺動面の形成方法 |
| JP2010065299A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Casio Comput Co Ltd | ステンレス鋼系材料の処理方法、ステンレス鋼系材料、反応器及び燃料電池装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57131400A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-14 | Nippon Kinzoku Kk | Manufacture of porous stainless steel plate |
| JPS6058319A (ja) * | 1983-08-03 | 1985-04-04 | エム・エス・カ−−フエアパツクングス−ジステ−メ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | パレット積み個品貨物を包装する方法及び装置 |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP6148633A patent/JPH07331499A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57131400A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-14 | Nippon Kinzoku Kk | Manufacture of porous stainless steel plate |
| JPS6058319A (ja) * | 1983-08-03 | 1985-04-04 | エム・エス・カ−−フエアパツクングス−ジステ−メ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | パレット積み個品貨物を包装する方法及び装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006029708A1 (de) * | 2004-09-15 | 2006-03-23 | Technische Universität München | Verfahren zur erzeugung einer strukturierung von metalloberflächen sowie nach diesem verfahren hergestellte bauteile |
| JP2009035803A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 摺動面の形成方法 |
| JP2010065299A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Casio Comput Co Ltd | ステンレス鋼系材料の処理方法、ステンレス鋼系材料、反応器及び燃料電池装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4977038A (en) | Micro- and nano-porous metallic structures | |
| US8012338B2 (en) | Method for preparing biomedical surfaces | |
| Singh et al. | Laser surface modification of Ti—6Al—4V: Wear and corrosion characterization in simulated biofluid | |
| Horasawa et al. | Galvanic interaction between titanium and gallium alloy or dental amalgam | |
| ATE549433T1 (de) | Intermetallische verbindungen | |
| JP5846591B2 (ja) | インプラント | |
| Parsapour et al. | Corrosion behavior and biocompatibility of hydroxyapatite coating on H 2 SO 4 passivated 316L SS for human body implant | |
| CA2053784C (en) | Electrolytic process for stripping a metal coating from a titanium based metal substrate | |
| JPH07331499A (ja) | 表面多孔質金属の製造方法 | |
| CN111058076A (zh) | 一种Zr基高熵合金材料及Zr基高熵合金表面合成多孔球状结构的方法 | |
| CN106676605A (zh) | 具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法及其应用 | |
| Jacobs et al. | The effect of porous coating processing on the corrosion behavior of cast Co–Cr–Mo surgical implant alloys | |
| JPH11211376A (ja) | 伝熱部材及びその製造方法 | |
| CN114589314A (zh) | 一种具有二级多孔结构的多孔金属材料的制备方法 | |
| RU2620428C1 (ru) | Способ получения покрытия на имплантатах из титана и его сплавов | |
| CN110582594A (zh) | 熔融盐钛镀液组合物以及镀钛部件的制造方法 | |
| Chandramohan et al. | Laser additive manufactured Ti‐6Al‐4 V alloy: Anodizing and its effects on mechanical properties and corrosion resistance | |
| Wu et al. | Corrosion behaviours of the dental magnetic keeper complexes made by different alloys and methods | |
| JP3202375B2 (ja) | ジシアノ金酸カリウムの製造方法 | |
| Thorat et al. | Effect of metallurgical parameters induced by manufacturing processes on photochemical machining of Co-Cr L605 alloy | |
| Jha et al. | Fabrication and in vitro corrosion characterization of 316L Stainless steel for medical application | |
| US20100234950A1 (en) | Process for producing material for hard tissue contact tool, and hard tissue contact tool | |
| Khaled | Potential dependent selective dissolution of Ti–6Al–4V and laser treated Ti–6Al–4V in acid/chloride media | |
| CN112024895B (zh) | 一种铁-氯化钙生物复合材料的制备方法 | |
| RU2600294C1 (ru) | Способ получения микропористого слоя на поверхности изделий из титана или его сплава |