873KにおけるZr-36 at.%Ni合金の高温酸化

High temperature oxidation of Zr-36 at.%Ni alloy at 873 K

大東 純*; 上田 光敏*; 河村 憲一*; 入澤 恵理子 ; 小松 篤史 ; 加藤 千明   

Ohigashi, Jun*; Ueda, Mitsutoshi*; Kawamura, Kenichi*; Irisawa, Eriko; Komatsu, Atsushi; Kato, Chiaki

ジルコニウム合金の高温酸化皮膜を固体電解質に用いた酸素センサ開発として、合金上のジルコニア酸化皮膜成長速度を抑制することを目的に、ジルコニウムにニッケルを添加した合金を検討した。本研究ではジルコニウム-ニッケル合金の高温酸化挙動を評価した。アルゴンに1%酸素を添加した混合ガス中で873Kで酸化させ、純ジルコニウムとの酸化速度の違いと生成した酸化皮膜の性状の相違との関係について、酸化皮膜の断面像とともに比較し、考察した。酸化速度は、純ジルコニウムの場合と比較し同等かもしくは僅かに大きくなる傾向を示した。また酸化皮膜が分厚くなりボイドが生成する箇所が確認され、亀裂も発生していた。本結果からは、合金中のジルコニウムの活量を下げ酸化速度を低下させるような傾向は確認できなかった。

In order to develop an oxygen sensor using high temperature oxide film of zirconium alloy as a solid electrolyte, an alloy of zirconium with nickel was investigated to suppress the growth rate of zirconia oxide film on the alloy. In this study, the high temperature oxidation behavior of zirconium-nickel alloy was evaluated. The alloy was oxidized at 873 K in a mixture of argon and 1% oxygen. The relationship between the difference in oxidation rate and in the properties of the oxide film were compared and discussed with the cross-sectional images of the oxide film. The oxidation rate was the same or slightly higher than that of pure zirconium. In addition, the oxide film became thicker and voids were formed in some areas, and some cracks were also observed. The results did not show any tendency to reduce the activity of zirconium in the alloy and to decrease the oxidation rate.