JP2021515109A - 積層造形用の生体適合性チタン合金 - Google Patents
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Abstract
Description
0.0375Nb+0.033Mo+0.0167Ta+0.05Zr+0.267-(0.13Sn-0.516)2>1.0
このような合金では、割れ感受性係数が改善されており、これは、積層造形性が改善されていることを意味する。
0.0178Nb+0.0143Mo+0.0243Ta+0.0285Sn<1.0
このような合金は、溶融温度が低いため、粉末加工が容易である。
0.0298Nb+0.0272Mo+0.0246Ta+0.0376Zr+0.0259Sn>1.0
このような合金は、生体適合性が改善されている。
75>883-150Fe-49Mo-17Nb-12Ta-7Zr-3Sn<250
このような合金は、製造プロセスを損なわないマルテンサイト開始温度を有しているが、強度、形状記憶効果を追加し、合金の剛性を下げるために使用され得る。
250≧883-150Fe質量%-96Cr質量%-49Mo質量%-37V質量%-17Nb質量%-12Ta質量%-7Zr質量%+15Al質量%
好ましくは、以下の式を満たす。
225≧883-150Fe質量%-96Cr質量%-49Mo質量%-37V質量%-17Nb質量%-12Ta質量%-7Zr質量%-3Sn質量%+15Al質量%
より好ましくは、以下の式を満たす。
200≧883-150Fe質量%-96Cr質量%-49Mo質量%-37V質量%-17Nb質量%-12Ta質量%-7Zr質量%-3Sn質量%+15Al質量%
75≦883-150Fe質量%-96Cr質量%-49Mo質量%-37V質量%-17Nb質量%-12Ta質量%-7Zr質量%-3Sn質量%+15Al質量%≦250
Ms = 883-150Fe質量%-96Cr質量%-49Mo質量%-37V質量%-17Nb質量%-12Ta質量%-7Zr質量%-3Sn質量%+15Al質量%
0.0175Nb+0.0183Mo+0.03Ta+0.0116Zr+0.1Sn>1.0
好ましくは、0.0175Nb+0.0183Mo+0.03Ta+0.0116Zr+0.1Sn>1.1
より好ましくは、0.0175Nb+0.0183Mo+0.03Ta+0.0116Zr+0.1Sn>1.2
0.0298Nb+0.0272Mo+0.0246Ta+0.0376Zr+0.0259Sn>1.0
ここで、Zr、Nb、Mo、Ta、及びSnは、それぞれ、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、タンタルおよびスズの量(質量%)を表す。このような合金は、表4に示されるように、従来の合金に匹敵する結合順序を有する。この方程式は、図20の線5として示されている。これらの合金は、生体適合性を改善して弾性率を低くするのに十分な、高い結合次数を有する。式5の合計が1.1より大きい場合、結合次数はさらに高くなるが、これは望ましい。
75>883-150Fe-49Mo-17Nb-12Ta-7Zr-3Sn<250
2.5>0.042Nb+0.06Mo+0.05Ta+0.03Zr+0.1Sn>1.0
Claims (28)
- 質量%で、15.0〜35.0%のニオブ、0.0〜7.5%のモリブデン、0.0〜20.0%のタンタル、0〜7.0%のジルコニウム、0〜6.0%のスズ、0.0〜2.0%のハフニウム、0.0〜0.5%のアルミニウム、0.0〜0.5%のバナジウム、0.0〜0.5%の鉄、0.0〜0.5%のクロム、0.0〜0.5%のコバルト、0.0〜0.5%のニッケル、0.0〜1.0%のケイ素、0.0〜0.2%のホウ素、0.0〜0.5%のカルシウム、0.0〜0.5%の炭素、0.0〜0.5%のマンガン、0.0〜0.5%の金、0.0〜0.5%の銀、0.0〜0.5%の酸素、0.0〜0.5%の水素、0.0〜0.5%の窒素、0.0〜0.5%のパラジウム、0.0〜0.5%のランタンを備え、残部がチタンと不可避的不純物であるチタン基合金組成物であって、
ニオブ、モリブデン、タンタル、ジルコニウムおよびスズの質量%をそれぞれNb、Mo、Ta、ZrおよびSnとすると、以下の式を満たす、チタン基合金組成物。
0.0175Nb+0.0183Mo+0.03Ta+0.0116Zr+0.1Sn>1.0 - モリブデンを、質量%で、7.0%以下、好ましくは6.0%以下、より好ましくは5.0以下備える、請求項1に記載のチタン基合金組成物。
- モリブデンを、質量%で、1.5%以上、好ましくは2.5%以上備える、請求項1または2に記載のチタン基合金組成物。
- ジルコニウム、スズ、モリブデン、タンタル、ニオブの質量%をそれぞれZr、Sn、Mo、Ta、Nbとすると、以下の式を満たす、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
0.0375Nb+0.033Mo+0.0167Ta+0.05Zr+0.267-(0.13Sn-0.516)2>1.0
好ましくは、
0.0375Nb+0.033Mo+0.0167Ta+0.05Zr+0.267-(0.13Sn-0.516)2>1.1 - スズを、質量%で、5.5%以下、好ましくは5.0%以下、より好ましくは4.75%以下備える、請求項1ないし4のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- スズを、質量%で、2.0%以上、好ましくは3.0%以上、より好ましくは4.0%以上備える、請求項1ないし5のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- ジルコニウムを、質量%で、6.0%以下、好ましくは5.5%以下、より好ましくは4.5%以下、さらにより好ましくは4.0%以下、最も好ましくは3.5%以下備える、請求項1ないし6のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- ジルコニウムを、質量%で、1.0%以上、好ましくは1.5%以上、より好ましくは2.0%以上備える、請求項1ないし7のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- ニオブを、質量%で、17.5%以上、好ましくは20.0%以上、より好ましくは22.5%以上備える、請求項1ないし9のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- ニオブを、質量%で、32.5%以下、好ましくは30.0%以下、より好ましくは27.5%以下備える、請求項1ないし10のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- タンタルを、質量%で、17.5%以下、好ましくは15.0%以下、より好ましくは12.5%以下備える、請求項1ないし11のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- タンタルを、質量%で、5.0%以上、好ましくは7.5%以上、より好ましくは10.0%以上、最も好ましくは12.5%以上備える、請求項1ないし12のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- 鉄、クロム、モリブデン、バナジウム、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、スズおよびアルミニウムの質量%をそれぞれ、Fe、Cr、Mo、V、Nb、Ta、Zr、SnおよびAlとすると、以下の式を満たす、請求項1ないし13のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
250≧883-150Fe質量%-96Cr質量%-49Mo質量%-37V質量%-17Nb質量%-12Ta質量%-7Zr質量%-3Sn質量%+15Al質量%
好ましくは、
225≧883-150Fe質量%-96Cr質量%-49Mo質量%-37V質量%-17Nb質量%-12Ta質量%-7Zr質量%-3Sn質量%+15Al質量%
より好ましくは、
200≧883-150Fe質量%-96Cr質量%-49Mo質量%-37V質量%-17Nb質量%-12Ta質量%-7Zr質量%-3Sn質量%+15Al質量% - 鉄、クロム、モリブデン、バナジウム、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、スズおよびアルミニウムの質量%をそれぞれ、Fe、Cr、Mo、V、Nb、Ta、Zr、SnおよびAlとすると、以下の式を満たす、請求項1ないし14のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
75≦883-150Fe質量%-96Cr質量%-49Mo質量%-37V質量%-17Nb質量%-12Ta質量%-7Zr質量%-3Sn質量%+15Al質量%≦250 - チタンを、質量%で、50.0%以上、好ましくは52.5%以上、より好ましくは55.0%以上備える、請求項1ないし15のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- ハフニウムを、質量%で、1.0%以下備える、請求項1ないし16のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- ハフニウムを、質量%で、0.1%以上、好ましくは0.5%以上備える、請求項1ないし17のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- 質量%で、0.0〜0.2%のアルミニウム、0.0〜0.2%のバナジウム、0.0〜0.2%の鉄、0.0〜0.2%のクロム、0.0〜0.2%のコバルト、0.0〜0.2%のニッケル及び0.0〜0.2%のマンガンを備える、請求項1ないし18のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- アルミニウム、バナジウム、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン及びホウ素のそれぞれの質量%の合計は、1.0質量%以下、好ましくは0.5質量%以下である、請求項1ないし19のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
- モリブデン、ニオブ、タンタル及びスズの質量%をそれぞれMo、Nb、Ta、Snとすると、以下の式を満たす、請求項1ないし20のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
0.0178Nb+0.0143Mo+0.0243Ta+0.0285Sn<1.0 - ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、タンタル、スズの質量%をそれぞれZr、Nb、Mo、Ta、Snとすると、以下の式を満たす、請求項1ないし21のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
0.0298Nb+0.0272Mo+0.0246Ta+0.0376Zr+0.0259Sn>1.0
好ましくは、
0.0298Nb+0.0272Mo+0.0246Ta+0.0376Zr+0.0259Sn>1.1 - モリブデン、ニオブ、タンタル、ジルコニウム及びスズの質量%をそれぞれMo、Nb、Ta、Zr、Snとすると、以下の式を満たす、請求項1ないし22のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
2.5>0.042Nb+0.06Mo+0.05Ta+0.03Zr+0.1Sn - モリブデン、ニオブ、タンタル、ジルコニウム及びスズの質量%をそれぞれMo、Nb、Ta、Zr、Snとすると、以下の式を満たす、請求項1ないし23のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
0.042Nb+0.06Mo+0.05Ta+0.03Zr+0.1Sn>1.0 - ニオブ、モリブデン、タンタル、ジルコニウム及びスズの質量%をそれぞれNb、Mo、Ta、Zr、Snとすると、以下の式を満たす、請求項1ないし24のいずれか1つに記載のチタン基合金組成物。
0.0175Nb+0.0183Mo+0.03Ta+0.0116Zr+0.1Sn>1.1
好ましくは、
0.0175Nb+0.0183Mo+0.03Ta+0.0116Zr+0.1Sn>1.2 - 請求項1ないし25のいずれか1つに記載のチタン基合金から作られる、インプラントまたは補綴装置。
- 請求項1ないし25のいずれか1つに記載のチタン基合金を用いて、物品の積層造形を行う方法。
- 前記物品が、インプラントまたは補綴装置である、請求項27に記載の方法。
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