Homogenization treatment to stabilize the compositional structure of beryllide pebbles

ベリライド微小球の組成安定化のための均質化処理

中道 勝; 金 宰煥

Nakamichi, Masaru; Kim, Jae-Hwan

核融合原型炉の研究開発における高温下の安定性に優れたベリリウム金属間化合物(ベリライド)の製造技術開発の一環として、先進中性子増倍材の候補であるベリライドの微小球製造開発をBA活動を中心に行っている。ベリライド合成手法としてプラズマ焼結法の適用を発案した。プラズマ焼結法は、原料粉末にパルス電流を負荷することによって材料表面を活性化(清浄)し、焼結性を向上させる手法であり、これにより表面酸化層などの不純物を除去でき、脆くない焼結体を形成できる手法である。そして、プラズマ焼結製のベリライドを用いて、回転電極法により目標形状である直径1mmの微小球製造にも成功した。しかしながら、回転電極法による再溶融されたベリライドは、目標組成のBeTi以外に、BeやBeTiの相が形成されていた。そこで、1273K以上で焼成することによって、BeTiに単相化できることを明らかにした。

DEMO reactors require advanced neutron multiplier that has higher stability at high temperature. Beryllides such as BeTi are the most promising materials. A plasma sintering method has been proposed as new technique for rod fabrication. It was clarified that the beryllide could be simultaneously synthesized and jointed by the plasma sintering method. Using this plasma-sintered beryllide rod, prototype pebble of Be-Ti beryllide was fabricated by a rotating electrode method. The prototype pebbles with 1 mm in average diameter were successfully fabricated. However, compositional structure was changed by re-melting. These Be and BeTi phases in addition to BeTi phase were separated in the prototype pebble. From the result of annealing treatment of prototype pebble, prototype pebble phase was becoming single phase of BeTi by annealing above 1473K.