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Study on eutectic melting and relocation behavior of B$$_{4}$$C powder and stainless steel through radiative heating

輻射加熱を通じたB$$_{4}$$C粉末とステンレス鋼の共晶溶融と再配置に関する研究

Ahmed, Z.*; Pellegrini, M.*; 山野 秀将   ; Sharma, A. K.*; 岡本 孝司*

Ahmed, Z.*; Pellegrini, M.*; Yamano, Hidemasa; Sharma, A. K.*; Okamoto, Koji*

長時間溶融と再配置挙動を狙って1150$$^{circ}$$Cから1372$$^{circ}$$Cの温度範囲でステンレス鋼(SS)と炭化ホウ素(B$$_{4}$$C)を用いて輻射加熱による実験的調査を実施した。界面温度が約1180$$^{circ}$$Cに達したときに共晶溶融を生じた。SS層がB$$_{4}$$C粉末をはがすこととホウ化物を含む溶融液滴を形成する二つの溶融メカニズムを同定した。走査電子顕微鏡とエネルギ分散型X線分光法(SEM EDX)を用いて、包括的に組成分析を行った結果、50$$^{circ}$$C/sで急冷した液滴の表面形態の知見を得た。また、X線回折装置(XRD)により異なる結晶ホウ素の存在を確認した。

Experimental investigations with radiative heating were conducted using stainless steel (SS) tubes filled with boron carbide (B$$_{4}$$C) powder in the temperature range of 1150$$^{circ}$$C to 1372$$^{circ}$$C, specifically targeting long duration melting and its relocation behavior. Eutectic melting occurred when the interface temperature reached approximately 1180$$^{circ}$$C. Two melting mechanisms were identified: the SS layer peeling off the B$$_{4}$$C powder and forming a melting drop that contained boride structures. A comprehensive composition analysis utilizing scanning electron microscopy energy dispersive X ray spectroscopy (SEM EDX) provided insights of the surface morphology of the molten drop after rapid cooling at a rate of 50$$^{circ}$$C/s. Additionally, X ray diffraction (XRD) analysis confirmed the presence of different boride crystal phases.

発表言語

 :

English

掲載資料名

 :

巻

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号

 :

ページ数

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発行年月

 :

発表会議名

 :

Materials in Nuclear Energy Systems (MiNES 2023)

開催年月

 :

2023/12

開催都市

 :

New Orleans

開催国

 :

U.S.A.

キーワード

 :

ナトリウム冷却高速炉; 炉心損傷事故; B$$_{4}$$C

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

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研究データの公開先DOI

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使用施設

 :

広報プレスリリース

 :

論文解説
(JAEA R&D Navigator)

 :

受委託・共同研究相手機関

 :

経済産業省資源エネルギー庁

Access

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