Numerical modeling of thermal desorption spectra of hydrogen; A Review of thermal desorption models

水素の熱放出スペクトルの数値モデリング; 熱放出モデルの概観

海老原 健一   ; 蕪木 英雄

Ebihara, Kenichi; Kaburaki, Hideo

原子炉やその他の構造材等の水素脆化研究において、鋼材中の水素存在状態の同定は必要不可欠である。水素存在状態の同定には、昇温脱離分析によって得られる、一定割合で熱せられた試料からの放出水素量と試料温度との関係である水素熱放出曲線が有用であるが、放出曲線には、試料の大きさ,昇温速度,水素拡散の速度,欠陥による水素のトラップ効果などのさまざまな因子が影響するため、水素放出過程のモデル化が必要となる。本論文では、水素放出曲線を数値的に再現できる既存のモデルを、水素放出の律速条件によって分類し、モデルの歴史的背景を含めて概観した。またそれぞれのモデルの適用範囲についても言及した。

In the study of hydrogen embrittlement, it is indispensable to identify the hydrogen trapping state in steels. The hydrogen thermal desorption profile, which is obtained from the thermal desorption analysis (TDA) and is the relation between temperature and the amount of desorbed hydrogen of a specimen heated at a constant rate, is effective. Since various factors such as the specimen size, the heating rate, the hydrogen diffusion and the trapping effect of defects affect the desorption profile, however, it is necessary to model the process of the hydrogen desorption from the specimen. This paper reviewed the present model which can simulate the desorption profile by categorizing them according to the rate-determining process of the hydrogen desorption. The historical background and the range of validity of the models were also mentioned.