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高強度、高延性、高疲労強度を達成
近年、高齢化の進行を背景に、身体の機能を代替する生体材料が大きな関心を集めている。生体材料として使用されるCo-Cr-Mo基合金は、他の金属材料と比較して耐食性および耐摩耗性に優れるため、人工関節用材料として重要な役割を担っている。多くはASTM F75に規格化される鋳造合金であるが、一般的に鋳造材料は組織が粗大で鋳造欠陥を含む場合が多いため、強度・延性に乏しい。したがって、塑性加工や熱処理を用いた組織制御により、機械的特性の向上をはかる必要がある。本発明によって、生体材料として高強度・高延性・高疲労強度を有するCo-Cr-Mo基合金を提供することが可能になった。合金は、特定の組成のCo/Cr/Mo/Nを含み、微細な結晶粒組織と高密度な転位をもつことを特徴とする。巧みな組成と組織制御によって、従来のCo-Cr-Mo基合金を超える、高強度・高延性・高疲労強度の両立を実現することができる。
B無添加・低温熱処理・スパッタ製膜でTMR比200%以上
トンネル磁気抵抗(TMR)効果を示すTMR素子は、磁気センサや不揮発性メモリ等の製品に応用されている。素子抵抗の変化率を表すTMR比は素子性能指標の一つであり、それら応用製品の仕様を左右する重要な特性である。アモルファスFeCoB磁性合金とMgOトンネルバリアを用いたTMR素子は現在主流の材料系で、大量生産に適したスパッタリング法で作製できる。素子を熱処理した際にBが拡散することでFeCo／MgO結晶素子となり、200～600%のTMR比を示す優れた材料である。しかし、熱処理によって拡散したBは、FeCoに隣接する他の層の機能性を低下する要因にもなる。本発明は、Bを添加せずとも、低温熱処理でFeCoBと同程度のTMR比を発現するCo系磁性不規則合金の技術を提供する。
ガラス形成能が高く（＝φ14mmも可）、高加工性、高強度（＝4000MPa以上の圧縮強度）合金です。
金属ガラス合金は通常の結晶金属と異なり、引張試験において塑性伸びを示さない合金が 大半を占め、塑性伸びを示す組成においても、２、３％程度の伸びしか示さず、単軸応力下では延性が非常に少ない。そのため、通常の結晶金属のように圧延や鍛造などの塑性加工が困難である。さらに、金属ガラス合金は通常の金属に比べて強度が高く、最大で５０００MPaに達する合金さえあり、鋼材などに比べて切削加工性が良好であるといえない。しかし、金属ガラス合金はガラス遷移温度以上で材料の粘性が急激に低下する特徴があり、このことを利用して、過冷却液体領域での種々の加工（粘性流動加工）を施すことができ、粘性流動を利用することにより加工性に優れた材料となり得る。本発明は、良好な加工性及び高強度を兼ね備え、かつ、高いガラス形成能を有するＣｏ系金属ガラス合金に関するも のである。
30 GPa程度の低ヤング率と高耐摩耗性とを両立した合金
ゴムメタル(R)は2.5%程度の大きな弾性歪みを示す低ヤング率合金であり、医療機器やスポーツ用品等の分野で広く応用されている。ゴムメタル(R)は、弾性限界を超えると、99%以上冷間加工ができる超塑性的な特性を示すことで有名である。 本発明は、2.5%超の大きな弾性歪みと、超弾性特性を示すCoCr合金に関するものである。本合金はゴムメタル(R)と同等以上の大きな弾性変 形を示すが、さらなる変形を加えると超弾性を発現する点が、ゴムメタル(R)との違いである。また、弾性変形時のヤング率は30 GPaであり、生体骨と同等の低い値となることも特徴である。さらに、従来のCoCr合金に匹敵する高い耐摩耗性をもつことも特徴である。低ヤング率と高耐摩耗性は相反する特性であることから、これらの特性を両立する合金は極めて珍しい。 本合金は、大きな弾性歪み、低ヤング率、高耐摩耗性、超弾性特性を全て併せ持つ唯一の合金であり、さらには耐食性についても、従来の CoCr合金と同程度である。以上の特性を活用し、医療機器やスポーツ用品の原材料としての利用が大いに期待できる。
