材料中の水素分析用標準試料の開発

Development of standard substance for hydrogen analysis in materials

小河 浩晃  ; 石川 法人   

Ogawa, Hiroaki; Ishikawa, Norito

高圧水素環境を想定したステンレス鋼の品質管理及び次世代の鉄鋼材料の開発では、腐食と水素脆性の評価が重要となる。水素脆性を引き起こす鉄鋼材料中の水素を分析するためには、二次イオン質量分析法(SIMS)などが使用される。従来の水素分析用標準試料の濃度は、1wt-ppmと微量であることが、水素分析を行う上で課題となっている。本研究では、水素インプラント法を用いて、鉄鋼材料中に水素をインプラントすることにより、局所的ではあるが、従来よりも高い水素濃度を持つ試料の作成を試みた。水素濃度分析は、タンデム加速器を用いた核共鳴核反応(NRA)法で評価した。水素分布は表面付近と局所的ではあるものの、従来よりも高濃度である、1,900wt-ppm程度の高い水素濃度を持つ試料の作成に成功した。

Evaluation of corrosion and hydrogen embrittlement is important in the quality control of stainless steel and the development of next steel materials assuming a high-pressure hydrogen environment. Typically, a secondary ion mass spectrometer (SIMS) is used to analyze hydrogen in steel materials. The hydrogen concentration of conventional standard substance for hydrogen analysis is as small as 1wt-ppm, which has been a problem in hydrogen analysis. We use a hydrogen-implant method to create a locally higher hydrogen concentration than that of the conventional. Hydrogen concentration analysis has been evaluated using the nuclear reaction analysis (NRA) method at a tandem accelerator. We have succeeded in creating a sample with a higher hydrogen concentration of about 1,900 wt-ppm than that of the conventional in locally.