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Liss, K.-D.*; 徐 平光; 城 鮎美*; Zhang, S. Y.*; 行武 栄太郎*; 菖蒲 敬久; 秋田 貢一*
Advanced Engineering Materials, 9 Pages, 2023/00
In polycrystals, grains with certain orientations grow at high temperatures at the expense of grains with other unfavorable orientations. Grain growth involves a variety of situations and mechanisms that make experimental study, modeling, and understanding extremely complex. Normal grain growth occurs in a self-similar manner, with curved grain boundaries serving as the driving force and a parabolic growth law that scales up the grain size by the square root of time. More complex growth forms include boundary pinning of precipitates and other boundaries, topological transitions that alter driving forces, grain coalescence and anomalous grain growth, but these are considered "erratic" and their initiation is an open question in modern research, without a simple experimental approach on how they should be studied. Here, we show that grain rotation upon coalescence is spontaneously activated between one grain and a favorable neighbor, through the necessary diffusive mass transport at further boundaries of the same grain leading to their activation and a competitive "erratic" reorientation in a zigzag way, while other grains in the matrix remain stable. After two grains have eventually coalesced, their surrounding boundaries are still activated leading to further rotation and growth, filling the missing puzzle stone in thermodynamic theory between normal and abnormal growth, the latter stating that abnormal growth only takes place when the size of the growing grain is already large. Prerequisites and postulates of abnormal grain growth are based on advantageous texture, grain boundary mobility, enhanced diffusion kinetics and coalescence, which can be well explained by our observations. Moreover, our observations have been enabled through a novel experimental approach using the white-beam X-ray Laue diffraction method in bulk transmission mode on a polycrystalline.
出崎 亮; Colombo, P.*
Advanced Engineering Materials, 14(12), p.1116 - 1122, 2012/12
被引用回数：15 パーセンタイル：43.44(Materials Science, Multidisciplinary)A Ni-containing porous silicon oxycarbide (SiOC) material was synthesized from a blend of polyphenylmethylsiloxane (PPMS), azodicarbonamide and nickel(II) acetylacetonate by a direct foaming technique. Homogeneous foaming of PPMS with well-controlled macropore size distribution in the range of 0.1-0.5 mm was achieved, by controlling parameters such as the composition of starting mixture, the heating rate and the sample aspect ratio. A porous SiOC material with metallic Ni was obtained by pyrolysis below 900
C in Ar. However, open porosity of the obtained porous SiOC was about only 37%. Therefore, the addition of fillers or an extraction treatment process were examined in order to obtain high levels of open, interconnected porosity. It was found that the extraction treatment of foamed PPMS by ethanol is effective in producing highly open porous SiOC ceramics. The Ni-containing porous SiOC material synthesized by this treatment possessed an open porosity of about 70% and gas permeability constant of 4.10
10
for Darcian permeability constant and 3.1710
for non-Darcian permeability constant. These values are sufficiently high for its application as a catalyst material. According to the results above, the synthesis of a Ni-catalyst supported on a porous SiOC ceramic by a simple one-pot process was demonstrated.
矢野 康英; 山下 真一郎; 赤坂 尚昭; 渡辺 精一*; 高橋 平七郎
Proceedings of 9th China-Japan Symposium on Materials for Advanced Energy Systems and Fission & Fusion Engineering jointed with CAS-JSPS Core-university Program Seminar on Fusion Materials, System and Design Integration, p.2 - 5, 2007/10
PNC-FMS被覆管の照射後引張特性に及ぼす高速中性子照射効果の影響を組織面から調査した。試験片は高速実験炉「常陽」の材料照射リグを用いて照射した。照射温度は、773
1013Kで、照射量は11102dpaであった。組織の安定性については、北海道大学超高圧電子顕微鏡を用いた電子線照射試験により中性子照射後の組織との比較検討を行った。
三輪 幸夫; 塚田 隆
Proceedings of 8th Japan-China Symposium on Materials for Advanced Energy Systems and Fission & Fusion Engineering, p.161 - 168, 2004/10
照射誘起応力腐食割れ(IASCC)は、軽水炉の炉内構造材料の環境劣化事象の1つである。333673Kで1.116dpaまで照射した316(LN)鋼を用いて、IASCC感受性に及ぼす照射温度と水温の影響を調べた。573K以下で1.116dpaまで照射された試験片では、溶存酸素を含む高温水中においても、水温が513KであればIASCCが発生しなかった。しかし、水温が533K以上であれば、照射温度にかかわらずIASCCが発生した。照射温度は、水温が513K以下でIASCC感受性に大きな影響を与えることから、この照射温度依存性を他の照射誘起現象の温度依存性と比較した。
田口 富嗣; 井川 直樹; 山田 禮司; 二川 正敏; 實川 資朗
Ceramic Engineering and Science Proceedings (25th Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics, Materials, and Structures: A), 22(3), p.533 - 538, 2001/03
SiC/SiC複合材料は、高温強度に優れ、低放射化の観点から核融合炉の候補材料の一つである。これまでに、BN層をコーティングした繊維を用いて、優れた破壊挙動を有する結果が報告されている。しかし核融合炉環境下では、BNは放射化の点で大きな問題となる。そこで本研究では、BN層の代わりに化学蒸気蒸着(CVD)処理によりC及び
-SiCをダブルコートした繊維を用いて反応焼結法により、SiC/SiCを作製した。比較のため界面層のない無処理繊維も用いて作製した。その結果、高密度(2.7g/cm
)の試料を作製できた。3点曲げ試験の結果、無処理繊維を用いた試料は脆性破壊を示した。一方、CVD処理繊維を用いた試料では、非脆性破壊挙動を示した。曲げ応力及び破壊エネルギーは、310MPa及び2.0kJ/m
と高い値を示した。また、この試料の熱拡散率は、室温で0.17cm/sであった。従来法により作製された試料の熱拡散率(0.08cm/s)に比べ、とても高い値を示した。
井川 直樹; 田口 富嗣; 山田 禮司; 實川 資朗
Ceramic Engineering and Science Proceedings (24th Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics, Materials, and Structures: B), 21(4), p.237 - 242, 2000/09
SiC/SiC複合材料は低誘導放射化性や耐熱性に優れているため、核融合炉用構造材料として期待されている。一般的なSiC/SiCでは、BNを繊維-母相間界面材料として使用することで高い機械特性を実現している。しかし核融合炉環境下では、化学反応性や放射化の点からBNの使用が困難であり、これに代わる界面材料が必要である。本研究では低放射化と高い耐照射性が期待できるMg-Si-Al-O系界面材料の開発の一環として、アルコキシド法によるSiC繊維上へのコーティング層の作製と特性評価を行った。[Al]
=0.5Mのコーティング溶液の場合、2回のDIP処理により繊維表面にほぼ均一にコーティング層を形成できた。このコーティング層は、MgO,Al
O
,SiOとMg
Al
Si
Oの混合相で構成されていた。1420
における熱処理後のコーティング繊維の引張強度(1.6~1.2GPa)は非コーティング繊維(1.7GPa)に比べ若干低下した。
松田 慎三郎
Abstracts of 5th Japan-China Symposium on Materials for Advanced Energy Systems and Fission & Fusion Engineering, P. 4, 1998/11
原研は原子力委員会が定めた第3段階核融合研究開発基本計画の中核装置である実験炉の開発に責任を負っており、またその実現にあたっては国際協力を有効に活用すべきとの主旨に沿ってITER計画を進めてきた。ITERの炉工学R&Dの実施にあたっては国内の大学や産業界と連携を保ちつつ、これらを進め、特に超伝導コイル,真空容器,炉内機器,加熱装置技術,トリチウム燃料サイクル,遠隔操作技術などの分野で大きな前進があった。
辻 宏和; 横山 憲夫; 藤田 充苗*; 加納 茂機*; 舘 義昭*; 志村 和樹*; 中島 律子*; 岩田 修一*
Materials for Advanced Power Engineering 1998, p.1739 - 1745, 1998/00
金材技研、原研及び動燃は、平成2年度から6年度までの共同研究で、機関間を越えて原子力材料情報を相互作用できる分散型材料データベース(データフリーウェイ)の基本システムを構築した。このシステムをさらに発展させるため、新たにJSTを加えた4機関で利用技術の開発を柱とした共同研究を平成7年度から11年度までの5年間の計画で開始した。初期のシステムでは特定回線を確保してデータの相互利用を行っていたが、この共同研究では、最近の急速なインターネツトの普及と高速電送回線の整備に対応してシステムの充実を図った。データフリーウェイに収録されている耐熱合金の高温強度関連のデータを用いて、合金間のクリープ強度の比較やホウ素含有量のクリープ強度に及ぼす影響の整理を行い、データベースの有用性を示した。
関 泰
Materials for Advanced Enaergy Systems & Fission and Fusion Engineering 94, 0, p.43 - 50, 1995/00
原研において22年間にわたってなされてきた核融合動力炉の設計活動についてレビューを行うとともに、最近の成果である定常トカマク炉SSTR等の設計概念を紹介する。
林 巧; 奥野 健二
Materials for Advanced Energy Systems & Fission and Fusion Engineering '94, p.205 - 207, 1994/06
原研・TPLでは、ITER及び将来の核融合炉等大規模トリチウム格納室を必要とする施設にむけ、水素及び水蒸気に対して高い透過性能を有する気体分離膜を用いた新しいコンパクト・トリチウム格納,除去システムの研究開発を行っている。小型のポリイミド膜(気体分離膜)モジュール(有効面積~2m)を用いた予備試験では、(1)トリチウム汚染ガス処理流量を実質的に1桁以上減容できること,(2)室内の湿度が大部分をしめる水を通常の乾燥塔を通す前に直接回収できる可能性があること,(3)以上より、全体のトリチウム除去システムを十分小型化できることなどを確認した。現在、ITER-ADS(雰囲気トリチウム除去設備)の設計に向け、本格的な有効な気体分離膜の透過性能,対トリチウム耐久性等の確認とともに、スケールドモジュール(有効面積~40m)を用いたトリチウム分離特性試験を実施している。
前川 洋; 大山 幸夫; M.A.Abdou*
Materials for Advanced Energy Systems & Fission and Fusion Engineering '94, 0, p.235 - 246, 1994/00
原研のFNSを用いて、原研/米国エネルギー省との協力研究プログラムが実施された。本計画のPhase-IIIでは、Phase-I,-IIの場合と異なり、広がりのある中性子源の効果を調べることを目的としている。本講演では、疑似線状線源やPhase-IIIA,-IIIB,-IIIC体系の概要、測定項目、実験結果、解析結果及び成果について述べる。
塚田 隆
Materials for Advanced Energy Systems & Fission and Fusion Engineering '94, 0, p.466 - 471, 1994/00
中性子照射されたオーステナイト系ステンレス鋼の水中応力腐食割れは照射腐食割れ(IASCC)と呼ばれ、軽水炉及び水冷却型核融合炉(ITER)の炉内構造物健全性に関する重要な研究課題と考えられている。IASCCは高温水中において中性子照射量約510
n/m以上で発生する粒界割れ現象であり,照射と化学環境の同時作用効果である。本報告の目的は日本国内におけるIASCC関連研究の概要を報告することである。国内の研究は1980年代中頃に始められ、主に軽水炉プラントの寿命評価及び長寿命化計画との関連において実施されている。またいくつかの研究は核融合材料開発との関連で行われている。主な対象材料は304/316型のステンレス鋼であり、高温水中照射後応力腐食割れ試験等が実施されている。本報告ではこれと関連する照射誘起偏析(RIS)の研究や、照射技術及び電気化学的腐食試験等について報告する。
角田 恒巳; 四竈 樹男*; 鳴井 実*; 佐川 勉; 茅野 秀夫*; 真田 和夫*; 社本 尚樹*
Materials for Advanced Energy Systems & Fission and Fusion Engineering '94, 0, p.229 - 234, 1994/00
筆者らが開発した耐放射線性光ファイバーについて、14MeV中性子、核分裂炉内など線種と環境の異なる場で照射し、その挙動を調べた。その結果、
線と中性子照射では、極めて異なる挙動を示した。中性子照射下では、吸収帯は短波長側に選択的に現れ、700nmより短波長側に大きな吸収を生じるが、700nmより長波長側の吸収は極めて少ない。また、310
n/m、3.310
Gyの極めて厳しい環境下でも耐性を有することが判った。さらに、JMTR炉心内での照射において、400nm~1700nmの広い発光現象を観測した。
辻 宏和; 中島 甫; 近藤 達男
Proc. of the 5th Conf. on Materials for Advanced Power Engineering,Part I, 0, p.939 - 948, 1994/00
原子炉出口冷却材温度1000C級の高温ガス炉の開発に備えて、その高温部構造用材料としてNi-Cr-W系超耐熱合金の開発を進めてきた。開発プログラムの第1段階では基本となるNi-Cr-W組成比の最適値がNi-18~19mass%Cr-20~22mass%Wであるとの結論を得た。第2段階では、最適Ni-Cr-W組成比合金の熱間加工性、引張特性、時効特性、大気中クリープ破断特性及びHTGRヘリウム中耐食性に及ぼす微量添加元素の効果を系統的に調べ、得られた特性と成分元素量の間の関係に関する重回帰分析を行い、最適化学組成を提案した。開発プログラムは、現在3段階にあり、最適化学組成を有する合金を工業規模(2000kg)で溶製し、原子炉の熱交換器用伝熱管を想定した継ぎ目無し管の試作を行った。その結果、ここで開発中の新合金は、熱間加工性、冷間加工性ともに継ぎ目無し管の製造が可能な特性を有していることが確認された。
