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Stress corrosion cracking of copper in swollen bentonite simulating nuclear waste disposal environment

核廃棄物処分環境を模擬した膨潤ベントナイト中での銅の応力腐食割れ

藤本 愼司*; 土谷 博昭*; 小川 壮馬*; 飯田 芳久; 谷口 直樹

Fujimoto, Shinji*; Tsuchiya, Hiroaki*; Ogawa, Soma*; Iida, Yoshihisa; Taniguchi, Naoki

ベントナイト中の純銅の応力腐食割れ(SCC)を低速ひずみ速度試験(SSRT)により調べた。ベントナイトを純水又は0.05M及び0.1MのNH$$_{3}$$を含む水溶液で膨潤させたところ、銅表面に厚い腐食膜と微粒子状の析出物が形成された。膨潤ベントナイト中の純銅表面には、NH$$_{3}$$を添加した場合と添加していない場合とで、典型的な変色破断型SCCが発生した。き裂進展速度はNH$$_{3}$$により向上した。塑性変形の際に銅上に厚い酸化物層が形成され、その結果として、変色き裂型SCCが発生することが確認された。また、表面に観察された多くの微粒子堆積物は、Cu$$^{2+}$$が急速に溶解して変形部位に多孔質のCuOを形成した結果として形成されたものと考えられる。

The stress corrosion cracking (SCC) of pure copper in bentonite was examined by a slow strain rate test (SSRT). The bentonite was swollen with pure water or aqueous solutions containing NH$$_{3}$$ of 0.05 M and 0.1 M. The thick corrosion films and particulate deposits were formed on copper surface after SSRT. Typical tarnish rupture type SCC occurred on pure copper in swollen bentonite with and without NH$$_{3}$$. Crack propagation rate was enhanced by NH$$_{3}$$. It is confirmed thick oxide layer is formed on copper during plastic deformation which resulting in the tarnish crack type SCC. The many particulate deposits observed on the surface might be formed as a results of rapid dissolution of Cu$$^{2+}$$ to form porous CuO at locallized deformed sites.

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パーセンタイル:100

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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