JPS61288835A - 生体用アモルフアス電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は生体用アモルファス電極に関するものであって
、特に耐蝕性に優れ且つ低いコストで制作できる生体用
アモルファス電極に関するものである。

「従来技術」 周知のように生体に発生する生体電気は、心臓、脳、筋
肉などの活動によって誘起されている。

特に心臓の生体電気は１人体の皮膚面に誘起した微弱電
流を外部の心電計に導出して心臓の異常を診断している
。そしてこの心電計は、入力部を生体と電気的に結合さ
せるために皮膚の表面と接触する電極が必要不可欠なも
のである。

この電極は生体電位を高い精度のもとに正確に測定し、
波形の弁別比を高めることで重要な部分である。

この重要な電極は。

、　′−φ電気的抵抗値の低いもの　　　　　　　゛、
゛　らない。

用いられる。

また電極は医療用に用いられるもので各種の薬剤と接触
することが多くその際薬剤等により腐食し易くなるので
耐蝕性に優れているものが必要とされる。゛ さらに電極が皮膚面と接触したときに生体面と起きると
起電力が発生する。この起電力はいわゆる分極電圧とい
われるもので、この分極電圧は心電計において入力信号
（心電図信号）に重畳さ午−９心電計の入力増巾器に支
障を与え、この電圧が高ければ高い程好ましくな（正確
な心電図が得られなくなり、従って電極は化学的に安定
したものが必要とされる。

以上のような電気的特性を有するものが銀、塩化ｗ＆（
Ａ　ｇ　、Ａ　ｇ　Ｃ１ｇ　）　＜Ｄ合金テ、生体ＩＥ
８ｊｆ）土塊をなし、従来汎く使用されている。

、　「発明が解決しようとする間１題点」ところでこの
ように銀を素材とした合金は、導電性に冨み、且つ耐蝕
性に優れ、その上化学的に安定しているという理由によ
り、生体電極−とじては最も適合しているものである。

しかしながら銀量のものは貴金属で高価なものであり、
且つ生産量も少なく簡単に入手することは難しいという
間一点があり、廉価で耐蝕性に優れ、且つ簡単に入手で
きる生体用電極の開発が待たれていた。

「商題点□を解決するための手段」 ｉこてこの発明は、このような従来の問題点に着目して
なされたものであって。

金属元素としてＦｅ及びＣｒと半金属元素とかな゛る゛
アモル）アス番金であって、Ｃ「１〜３５原子％の範囲
内にあり、前記半金属元素はＰ、　　Ｃ。

Ｓｉ、Ｈのなから選ばれる何れか少なくとも１種か′ら
なりその合計が１０〜２５原芋％の範囲内にあるＦｅ−
（、ｒ系アキルファス合金で形成された生体用アモルフ
ァス電極、− という手段を提供して、耐蝕性に！１′ｆＬ且つ廉価に
製作できる生体用アモルファス電極を得ることにより、
１艷の問題点を解決することを＠的とするものである。

　　□　　　　−゛ 以下この発明の詳細な説明する。゛ 従来耐蝕性合金としては、ステンレス合金、・例えば１
３％クロム鋼、１８１）ステンレス鋼（３０４鋼　）・
、’１７−１４−２５Ｍｏステンレス鋼とか、ニッケル
基合金などが汎く使用されている。これらの合金は成る
程度の耐蝕性を有している゛が、高腐食性の環境例えば
ＩＮ塩酸水溶液では不動゛態膜が壊れて′孔食を受ける
− そこで出願人はアモルファス合金について研究し、耐蝕
性に優れたクロムを含む鉄基アモルファス合金、及び前
記合金に副成分としてモリブデンが添加さ過た鉄基アモ
ルファス合金を発明した。

次に、これらの鉄基アモルファス合金について、まず金
属元素の添加理−由およ゛び添加範囲の限定について説
明する。

アモルファス合金は通常同組成の結晶賃合金より高活性
のため腐食を受けやすＧ１もので′あることが一般に知
られているが、クロムを含“む鉄基アモルファス合金は
同一成分組成の結晶質合金ならびに従来の耐蝕性合金よ
りも′高度な耐蝕性を示し。

更に゛モリブデンの添゛加がクロムを含む鉄基アモルフ
ァス合金の耐蝕性を改善する。

本出願人は前記クロムを含−む散基アモルファス合金が
耐蝕性を有する原因について研究し、その原因はアモル
ファス合金自体の化学的均一性と高活性によるものであ
り、前記化学的均一性は均一な不動Ｂ１１Ｉを形成する
ために役立ち、また前記高活性は前記不動態膜を急速に
生成し、かつ強固緻密に′するのに役立っていることを
知見した。前記不動態膜は主としてクロム水酸化物の水
和物からなり、その不動Ｂ１１１中のクロム水酸化物の
富化が不動態膜の高度な保護特性のための大切な要因で
ある。モリブデンは前記不動態膜中のクロム水酸化物の
富化に大きな効果をもっている。したがって、クロムの
添加は耐蝕性にとって不可欠のものであり、またモリブ
デンの添加は不動態膜の生成を助長するものである。

次に上記自己不１ｌｌＢ化する成分組成範囲を説明する
。

クロムを含む鉄基アモルファス合金において。

腐食条件として１モル食塩水の場合、Ｃｒが１原子％以
上含まれているものが十分自己不動態化して耐蝕性を持
つ。また、Ｃｒ含有量が増加するとそれに比例して更に
強腐食条件においても耐蝕性を持つようになるが、Ｃｒ
含有量が３５原子％以上になるとアモルファス形成能が
悪くなる。従−って、生体用電極として使用できる耐蝕
性を持ち。

更にアモルファス合金が容易に製造し得る組成範囲とし
て、Ｃｒ含有量は１〜３５原子％とした。

クロムを含む鉄基アモルファス合金に金属元素として更
にモリブデンを添加すると不動態膜の生長を助長し、更
に高い耐蝕性を示すようになる。

例えば、クロムとモリブデンを含み、半金属元素として
Ｐ１３１３原子Ｃ７原子％を含む鉄基アモルファス合金
において、室温６Ｎ塩酸水溶液ではＭｏ５原子％を添加
した場合はＣｒ　１．、、Ｏ原子％以上で、またＭｏ１
Ｏ原子％を添加するとＣ，ｒ、５原子％以上で自己不動
態化する。すなわち、６Ｎ塩酸水溶液のような強い腐食
条件でも、Ｃｒ含有量が５原子％以上で、ＣｒとＭＯの
合計を１５原子％以上とすることにより、耐蝕性を示す
ようになる。Ｃｒ含有量を増加すると、自己不動態化す
るために必要なＭｏ添加量は減少する。また大量のＭｏ
の添加は腐食電位を上昇させる効果はあるが、一定量の
ＭＯ以上では腐食速度が一定となり。

特に効果が見出されない。したがってＭｏ添加量を２０
原子％以上とするものはとくにＭｏが高価な元素である
こともあり得策ではない。なおＭ。

が２０原子％以上あるいわＣｒとＭｏの合計が３５％以
上になるとアモルファス形成能が悪くなるついで半金属
の選定理由およびその濃度範囲について説明する。

アモルファス合金を製造するためには半金属元素の添加
が必要であり、一般にＰ、Ｃ，Ｂ、Ｓｉ、Ｇｃが使用さ
れ、これらの元素の添加によりおのおの製造されるアモ
ルファス合金の性質にはそれぞれ異なった特徴がみられ
る。これらの元素のうちでＧｅを含むものは耐蝕性が劣
り、そのうえ原料費も高いこともあり半金属元素として
は、Ｐ、Ｃ，Ｓｉ、Ｂのなかから選ばれる何れか少なく
とも一種を１０〜２５原子％の範囲内とした。

これらの半金属元素が添加されたクロムを含む鉄基アモ
ルファス合金の性質について述べると。

耐蝕性についてはＰの含まれたものが最も良好であるが
、Ｐ単独の場合若干アモルファス形成能が劣る。

またＣのみを含むものも耐蝕性は良好であるが、Ｐ同様
アモルファス形成能が若干劣る。しかし合金のアモルフ
ァス形成能は、２種以上の半金属元素を組み合わせて添
加することによって容易に向上させることができる。例
えば、ｐ−ｃ系とすると耐蝕性が良好なうえ、更にアモ
ルファス形成能が良くなる。ＢやＳｉを含む合金は、耐
蝕性においてＰ及びＣを含む合金に劣るが、生体用電極
として用うる場合にはとくに問題はなく、半金属元素と
してＢを含む合金は特にアモルファス形成能が優れてい
る０価格面及び入手の容易さから見ればｃ、　　ｐ、次
にＳｔが安価で、かつ入手が容易であり、Ｂが最も高価
である。実際の製造においては、上記の諸性質を考慮し
て最も適切なものを用いるのが良いが１例えば、ｐ−ｃ
系、Ｐ−３ｉ系、Ｐ−Ｂ系、Ｃ−Ｂ系などが好適である
。

次に、これらの半金属元素の添加量について述べると、
半金属元素が１０原子％以下ではアモルファス合金の形
成が難しくなる。さらに半金属元素の添加量を増加する
と耐蝕性が良くなる。そのため同じ程度の耐蝕性を持た
せる場合、半金属元素の量を増加すると金属元素のＣ「
とＭｏが節約出来る。このことは、金属元素のＣｒとＭ
Ｏが比較的高価であるため、実用合金として考えた場合
経済的に非常に大切なことであるが、半金属元素の合計
が２５原子％を越えると１合金のアモルファス形成能が
悪くなるので半金属元素は２５原子％以下にする必要が
ある。

本発明に係わるＦｅ−Ｃｒ系アモルファス合金の製造方
法は通常行われる液体金属の超急冷法によるものである
。即ち配合素材は、鉄源として銑鉄あるいは純鉄１合金
元素であるクロムまたはモリブデンは市販純金属あるい
はフェロクロムまたはフェロモリブデン、半金属源とし
ては市販純物質あるいはフェロボロン、フェロホスチル
、フェロシリコン、セメンタイトを使用し、配合後加熱
溶解し、冷却体の移動冷却面上にノズルから前記溶解合
金溶湯を射出、急冷凝固させて本発明合金を製造するこ
とができる。または原料を加熱溶解した後、その融体を
水などの冷却媒体中に射出させることにより急冷凝固さ
せる方法を用いることができる。

本発明合金において９合金元素源としてフェロアロイを
使用できることはその経済性、生産性において極めて大
きな利点である。即ちクロムまたはモリブデン源として
フェロクロム、またはフェロモリブデンは今日もっとも
安価な原料であること、またフェロクロムは融点が低い
こと、フェロモリブデンも純モリブデンに比較して著し
く低融点であり、均一な溶融合金を大量に製造するため
好適である。さらにこれらのフェロアロイの不゛純物は
主としてｐ、ｃ、ｓｉであることから１本発明合金を製
造するために必要な元素である。また本発明のアモルフ
ァス合金は細い条、ＷＩ板として製造が可能である。

「実施例」 以上のような方法で製造されたアモルファス合金で電極
を形成し、その電極の使用態様を図面に従って説明する
。第一図は生体用アモルファス電極の平面図で、前記の
ように細い条、薄板として製造されたアモルファス合金
１を、第２図に示すクリップ型電極の電極部３として使
用し、このアモルファスの電極部３をクリップ型電極２
に係合する。

次いで第３図に示すようにクリップ型電極２を被検者の
四段に挟持すると、皮膚面に誘起された微弱電流は導電
コード４を経て心電計５に到達し、心電図が得られる。

「本発明の効果」 以上本発明によれば、生体用アモルファス電極は上記の
ような構成で銀を素材とする合金ではないので、比較的
廉価に製作でき、コストが低減される。

また生体用アモルファス電極は、゛廉価に製作されると
ともに優れた耐蝕性を有し電極として耐久性を有するこ
とができる。

さらに生体用アモルファス電極は化学的に安定しておる
とともに、薄板状のものであるので、自由に屈曲できる
ので、多少の凹凸面を有する皮膚面に適合でき生体用電
極として最適である等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例であって、第１図は生体用アモ
ルファス電極の平面図、第２図及び第３図は生体用アモ
ルファス電極の使用したところの説明図である。 １・・・・・・生体用アモルファス電極。 ２・・・・・・クリップ型電極。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属元素としてＣｒを含有し、半金属してＰ、Ｃ
   、Ｓｉ、Ｂのなかから選ばれる 何れか１種を含有する鉄基（又はニッケル 基）アモルファス合金で形成された生体用 アモルファス電極。
2. （２）金属元素としてＦｅおよびＣｒと半金属元素とか
   らなるアモルファス合金であっ て、Ｃｒ１〜３５原子％の範囲内にあり、 前記半金属元素はＰ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのなか から選ばれる何れか少なくとも１種からな りその合計が１０〜２５原子％の範囲内に あるＦｅ−Ｃｒ系アモルファス合金で形成 された特許請求の範囲第１項記載の生体用 アモルファス電極。
3. （３）前記アモルファス合金の前記金属元素としてＭｏ
   ２０原子％以下を含有し、かつ ＣｒとＭｏの合計が１〜３５原子％の範囲 内にあるＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ系アモルファス 合金で形成された特許請求の範囲第１項記 載の生体用アモルファス電極。