Microstructure investigation on SiC by nano-infiltration transient eutectic process after triple ion beam bombardment

ナノインフィルトレーション遷移共晶法で作製した炭化ケイ素の三重イオン照射後における微細組織変化

小沢 和巳; 小柳 孝彰*; 田口 富嗣; 野澤 貴史; 谷川 博康; 近藤 創介*; 檜木 達也*

Ozawa, Kazumi; Koyanagi, Takaaki*; Taguchi, Tomitsugu; Nozawa, Takashi; Tanigawa, Hiroyasu; Kondo, Sosuke*; Hinoki, Tatsuya*

SiC/SiC複合材料は核融合DEMO炉の機能・構造材料候補である。核変換ヘリウム及び水素が微細組織(特にキャビティスウェリング)に及ぼす影響を調べるため、ナノインフィルトレーション遷移共晶(NITE)法で作製されたモノリシックSiC(助剤として6wt%のYO-AlOを含む)を1000C, 10dpa, 130appmHe/dpa, 40・400appmH/dpaの条件下でイオン照射した後、TEM微細組織観察に供した。その結果、この照射条件下では、SiC結晶粒内に生じる直径2nm程度のキャビティ形成に及ぼす顕著な水素効果は確認できず、形成は高密度であるもののサイズが小さいため、スウェリングに顕著な影響が生じないことが明らかとなった。加えて、SiC-YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)粒界上には同条件でイオン照射したCVI-SiC試料と比べて3-5倍程度の大きさのキャビティの形成が確認されたが、数密度が極端に低いため、これらもスウェリングに寄与することはないことが示唆される。今後は、純SiC中には存在しない不純物であるYAG粒内とその周辺の微細組織発達過程を明らかにしていく。

A SiC/SiC composite is a promising candidate functional/structural material for fusion DEMO reactor. To examine the effects of transmuted H mainly on microstructural cavity formation, the monolithic NITE-SiC with 6wt% YO-AlO sintering additive system were ion-irradiated to 10 dpa at 1000C nominally with 130 appmHe/dpa, and 40 or 400 appmH/dpa, respectively. In SiC grains, tiny cavities with 2 nm formed densely. However, it is revealed that H could not remarkably impact on cavity formation (size, density) in the condition studied. The influence of cavities formed along SiC-YAG grain boundary (GB) on cavity swelling seems to be also small, possibly attributed to its quite low density, even though the cavity size formed is three to five times larger than the size in CVI-SiC matrix in the same irradiation condition. Additional investigation of the microstructural evolution in YAG grain and SiC-YAG GB is a future plan.