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論文

High temperature nanoindentation of (U,Ce)O$$_{2}$$ compounds

Frazer, D.*; Saleh, T. A.*; 松本 卓; 廣岡 瞬; 加藤 正人; McClellan, K.*; White, J. T.*

Nuclear Engineering and Design, 423, p.113136_1 - 113136_7, 2024/07

https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2024.113136

ナノインデンテーション法では、微小な試験片を用いてヤング率,硬度及びクリープ強度といった機械物性を評価することが可能である。本研究ではMOX燃料の代替物質として(U,Ce)O$$_{2}$$を用いて、高温ナノインデンテーション試験を実施した。試料のCe含有率は0.1、0.2及び0.3mol%とし、温度は800$$^{circ}$$Cまでの測定を行い、ヤング率、硬度及びクリープ強度の評価を行った。温度の上昇に伴い、ヤング率は線形的に低下し、硬度は指数関数的に低下する結果が得られた。また、800$$^{circ}$$Cにおいては、応力指数n=4.7$$sim$$6.9のクリープ変形が得られた。

論文

Liquid phase sintering of alumina-silica co-doped cerium dioxide CeO$$_{2}$$ ceramics

Vauchy, R.; 廣岡 瞬; 渡部 雅; 横山 佳祐; 砂押 剛雄*; 山田 忠久*; 中道 晋哉; 村上 龍敏

Ceramics International, 49(2), p.3058 - 3065, 2023/01

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.09.295
 被引用回数：8 パーセンタイル：77.13(Materials Science, Ceramics)

Pure and low $$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$-SiO$$_{2}$$ co-doped ceria specimens were prepared by conventional ceramic processing using powder metallurgy. The effect of co-doping on the microstructural and structural properties of cerium dioxide was investigated by means of optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The co-addition of alumina and silica promoted liquid phase sintering (LPS) and significantly contributed to grain growth, even in the small concentrations of the present study (1 wt% and 2 wt%). A glassy-look phase precipitated at the grain boundaries, characteristic of liquid phase sintering. The addition of dopants to the formulation greatly enhanced the grain growth process without disturbing the CeO$$_{2}$$ structure.

論文

Thermal and mechanical properties of CeO$$_{2}$$

鈴木 紀一; 加藤 正人; 砂押 剛雄*; 宇野 弘樹*; Carvajal-Nunez, U.*; Nelson, A. T.*; McClellan, K. J.*

Journal of the American Ceramic Society, 102(4), p.1994 - 2008, 2019/04

https://doi.org/10.1111/jace.16055
 被引用回数：36 パーセンタイル：90.55(Materials Science, Ceramics)

CeO$$_{2}$$の熱物性及び機械物性を測定した。熱重量分析法により酸素ポテンシャルを測定し、欠陥化学モデルを用いてデータを解析した。音速測定, 共鳴超音波分光法及びナノインデンテーション法によりCeO$$_{2}$$の弾性率を得た。得られた弾性率を用いてデバイ温度及びグリュナイゼン定数を評価するとともに、その評価結果を基に比熱及び熱伝導率を計算した。熱伝導率の計算結果は実験値をよく再現し、また、不純物依存性が大きいことが示された。

論文

Structural changes of ZrO$$_{2}$$-CeO$$_{2}$$ solid solutions around the monoclinic-tetragonal phase boundary

八島 正知*; 廣瀬 輝夫*; 片野 進; 鈴木 康雄*; 垣花 眞人*; 吉村 昌弘*

Physical Review B, 51(13), p.8018 - 8025, 1995/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.51.8018
 被引用回数：118 パーセンタイル：97.28(Materials Science, Multidisciplinary)

Zr$$_{1-x}$$CexO$$_{2}$$固溶体(x=0, 0.02, 0.05, 0.08, 0.10, 0.12, 0.15)の単斜相(P2$$_{1}$$/c)と正方晶(P4$$_{2}$$/nmc)の結晶構造を高分解能中性子回折実験により調べた。この結果、CeO$$_{2}$$濃度の増加とともに、単斜相の格子定数a, b, cは増大し、角度$$beta$$は減少した。この増加はZr$$^{4+}$$のイオン半径に比べて、 Ce$$^{4+}$$のイオン半径が大きいことによる。またCe濃度の増加とともに、陽イオン(Zr, Ce)の原子座標xとyは減少し、zは増大する。一方酸素原子の座標xは増大するが、y, zはほとんど変化しない。CeO$$_{2}$$濃度の増加に伴う$$beta$$角の減少と原子座標の変化は、単斜相の構造が正方晶の構造に近づいていくことを示している。

論文

Phase relations in the systems ZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$ and ZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-CeO$$_{2}$$

日夏 幸雄; 室村 忠純

Mater.Res.Bull., 21, p.1343 - 1349, 1986/00

https://doi.org/10.1016/0025-5408(86)90069-3
 被引用回数：31 パーセンタイル：79.94(Materials Science, Multidisciplinary)

ZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$系とZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-CeO$$_{2}$$系の相関系を1100~1600$$^{circ}$$Cで調べた。蛍石型相単相領域を格子定数と組成との関係から求めた。ZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$系では、Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-安定化ジルコニア(蛍石型相)に1100$$^{circ}$$Cでは37モル%、1600$$^{circ}$$Cでは42モル%Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$が固溶することがわかった。ZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-CeO$$_{2}$$系では、1600$$^{circ}$$Cで40モル%のCeO$$_{2}$$が安定化ジルコニアに固溶することがわかった。

論文

A Study of the reactions between ZrC and some metal oxides

小川 徹; 井川 勝市; 岩本 多實

Journal of Nuclear Materials, 87(1), p.40 - 48, 1979/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(79)90124-7
 被引用回数：3

ZrC粉末、ZrC被覆層とCeO$$_{2}$$,UO$$_{2}$$,SrOとの高温化学反応を調べた。CeO$$_{2}$$はZrCと1473-2073Kで反応し、CeO$$_{3}$$とCe$$_{Z}$$r$$_{2}$$O$$_{7}$$を生成する。UO$$_{2}$$-ZrC混合物では1673-1973Kでほとんど何の反応も見られなかった。SrOはZrCと1273K以上で反応し、SrZrO$$_{3}$$、Sr蒸気と、おそらくは、COを生成する。SrO中に埋めたZrC被覆粒子上のSrZrO$$_{3}$$生成は、1673Kでは急激であった。反応によって、すべての粒子はZrC層に損傷を受けた。ZrC中のSr濃度は検出限界以下であったが、アルミナ核中にはSrが検出された。

口頭

Study on development of additive-free dry granulation technology and evaluation of granulation characteristics

石井 克典; 瀬川 智臣; 川口 浩一; 仁科 匡弘; 牧野 崇義; 名取 ゆり*

no journal, , 

原子力機構は簡素化MOXペレット製造法の開発を実施している。本プロセスでは、水をバインダに用いた攪拌造粒法によりMOX粉末の流動性の改良を行っている。高速攪拌造粒法は、湿式臨界管理が適用されるため製造能力が低いという課題がある。核融合炉のトリチウム増殖Li$$_{2}$$Oブランケット球のための新しい造粒法として、シンプルな添加剤フリーの乾式造粒法が最近提案されている。本研究では、この新しい造粒手法のMOX粉末への適用性を検討するための試験結果について報告する。

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