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公開番号2025163201
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-28
出願番号2025131181,2022000493
出願日2025-08-06,2020-11-30
発明の名称Mg合金、Mg合金の製造方法、及び、Mg合金を用いた土木材料及び生体材料
出願人三協立山株式会社
代理人弁理士法人英知国際特許商標事務所
主分類C22C 23/02 20060101AFI20251021BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】Niをマグネシウム合金中に分散させ、分解を促進することができるMg合金を提供する。
【解決手段】Mg、Al、Mn、Niを含有するマグネシウム合金において、Niを含むAl-Mn-Ni系金属間化合物を形成させて晶出させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｎｉを含有し、晶出したＡｌ－Ｍｎ－Ｎｉ系金属間化合物を有する、Ｍｇ合金。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
Ｚｎをさらに含有する、請求項１に記載のＭｇ合金。
【請求項３】
Ｃａをさらに含有する、請求項１又は２に記載のＭｇ合金。
【請求項４】
Ａｌ
2
Ｃａ、（Ｍｇ、Ａｌ）
2
Ｃａ、又は、Ｍｇ
2
Ｃａからなる群から選択される１以上の化合物を含む、請求項３に記載のＭｇ合金。
【請求項５】
Ｍｇ合金全量に対し、前記Ａｌは０．１質量％以上１６質量％以下であり、前記Ｍｎは０．０５質量％以上である、請求項１～４いずれか一項に記載のＭｇ合金。
【請求項６】
Ｍｇ合金全量に対し、前記Ｚｎは０．０５質量％以上１．５質量％以下である、請求項２に記載のＭｇ合金。
【請求項７】
Ｍｇ合金全量に対し、前記Ｃａは０．１質量％以上２．０質量％以下である、請求項３に記載のＭｇ合金。
【請求項８】
前記Ａｌ－Ｍｎ－Ｎｉ系金属間化合物に対し、Ｎｉが０．１質量％以上である、請求項１～６いずれか一項に記載のＭｇ合金。
【請求項９】
前記Ａｌ－Ｍｎ－Ｎｉ系金属間化合物は、単位断面積あたり１個／ｃｍ
2
以上である、及び、１ｎｍ以上２５μｍ以下の大きさを有する、請求項１～８いずれか一項に記載のＭｇ合金。
【請求項１０】
Ｍｇ合金の製造方法であって、
該Ｍｇ合金の製造方法は鋳造工程を含み、
前記鋳造工程は、
Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ及びＮｉを配合して混合物を作製する工程と、
前記作製された混合物を７２０℃以上に加熱し溶湯を作製する工程と、
前記作製された溶湯を攪拌して完全溶解物を作製する工程と、
前記攪拌して作製された完全溶解物を鋳造する工程と、
を含む、晶出したＡｌ－Ｍｎ－Ｎｉ系金属間化合物を有するＭｇ合金の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｍｇ合金、Ｍｇ合金の製造方法、及び、Ｍｇ合金を用いた土木材料及び生体材料に関する。特に、分解を促進することができるＭｇ合金に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
マグネシウム合金は、構造物や装置に使用される金属材料の中では密度が小さいため、様々な分野の部材を鉄等からマグネシウム合金に置き換えることにより、該部材の軽量化が図られてきている。また、マグネシウム合金は、他の金属より電位的に卑であるため、構造物を防食する犠牲電極材や掘削部材にも応用されている。さらに、マグネシウム合金は分解性あるいは生分解性を有するため、回収不要な部材へも利用されており、地中構造物、水中構造物や生体材料、医療材料への応用開発も進められている。
【０００３】
特許文献１は、改善された分解特性を有するＭｇＺｎ合金やＭｇＺｎＣａ合金に関するものであり、これらの合金に基づく三次元構造体を有するインプラントを開示している。外科用インプラントを含む医療用途の材料であるため、具体的には、超高純度マグネシウムに高純度Ｚｎを２．０重量％～６重量％含有させている（特許文献１段落０００２、０００４、００４５等）。
【０００４】
また、特許文献２は、機械的特性、表面品質に優れるマグネシウム合金材に関し、連続鋳造を行うにあたり、マグネシウム合金の溶湯が接触する部分の形成材料を、酸素の含有量が２０質量％以下の低酸素材料にて形成することを開示している（特許文献２段落０００８、０００９等）。
【０００５】
上記のように、用途目的に応じ、軽量化や機械特性、分解特性の優れたマグネシウム合金の材料が開発されてきた。
一方で、市販のマグネシウムには不純物が存在し、かかる不純物の存在が、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉを含むマイクロガルバニ元素の形成に起因して分解速度を高めると考えられている（特許文献１段落０００４等）。つまり、Ｎｉは分解速度を高める性質を有するものであり、マグネシウム合金中での存在状態によっては分解速度を調整することが可能と考えられる。しかしながら、Ｎｉは、Ｍｇあるいはマグネシウム合金の融点や密度より高いこと（Ｍｇの融点は６５０℃、Ｍｇの密度は１．７３８ｇ／ｃｍ
3
、Ｎｉの融点は１４５５℃、Ｎｉ密度は８．９０８ｇ／ｃｍ
3
）から、マグネシウム合金が溶融する温度領域でマグネシウム合金にＮｉを添加して溶解させたり、合金中に完全に分散させることは難しいという課題があった。
また、上記のようにマグネシウム合金にＮｉを添加して溶解させたり、合金中に完全に分散させることは難しいため、分解速度を高める性質を有するＮｉを単にマグネシウム合金中に添加しても、意図に沿った分解の促進が可能なＭｇ合金になりにくいという課題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２０１５－５３２６８５号公報
国際公開２００６／００３８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みたものであり、マグネシウム合金中に含まれる金属とともにＮｉをマグネシウム合金中に分散させた、Ｍｇ合金を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のＭｇ合金は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｎｉを含有し、晶出したＡｌ－Ｍｎ－Ｎｉ系金属間化合物を有する。
【０００９】
上記Ｍｇ合金は、Ｚｎをさらに含有してもよい。
【００１０】
上記Ｍｇ合金は、Ｃａをさらに含有してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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