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JOURNAL OF JOINT SURGERY Volume 29, Issue 1 （January 2010）

関節外科　基礎と臨床 29巻1号（2010年1月発行）

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原著論文

炭素イオン注入金属表面のmetal-on-metal摺動における摩擦摩耗特性小関弘展 ¹ , 進藤裕幸 , 馬場恒明 , 坂井伸朗 , 村上輝夫 ¹長崎大学大学院医歯薬総合研究科整形外科キーワード： Chromium Alloys , 炭酸塩 , 摩擦 , 摩耗 Keyword: Carbonates , Chromium Alloys , Friction pp.93-97

発行日 2010年1月19日 Published Date 2010/1/19

DOI https://doi.org/10.18885/J00282.2010091376

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Abstract 文献概要
1ページ目 Look Inside

炭素イオン注入によりCo-Cr-Mo合金の表面改質を行い(C注入材)、2.5Nの高面圧環境下で標準的pin-on-plate往復動型試験機を用いて摩擦摩耗試験を行った。往復動軌道は平均速度30mm/秒、片道行程30mmで、最終的に172800サイクル(摩擦距離10.4km)摺動させた。比摩耗量は、摩耗痕の断面形状を表面粗さ測定器で1mmおきに測定し、各断面における摩耗面積を摩耗痕の長さで積分した体積変化から算出した。Co-Cr-Mo合金(未処理材)と比較したところ、未処理材は摺動開始直後0.4～0.5と高い摩擦係数を示し、一旦低下した後に再び上昇したが(0.5～0.55)、C注入材は0.25～0.3と低い値から始まり、徐々に症状傾向を示すものの試験終了まで低い値を維持した(0.4)。比磨耗量は、未処理材は平均5.59×10^-8mm3/Nm、C注入材は4.37×10^-8mm3/Nmであった。磨耗面の断面をプロットしたところ、未処理材では磨耗痕が深く幅広で、磨耗粉の凝着と思われる表面からの盛り上がりを多く認めた。以上、炭素イオン注入は摩擦係数を低下させ、過剰な摩擦や凝着を抑制する効果があると考えられた。