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論文

HCM12A oxide layer investigation using scanning probe microscope

菊地 賢司*; Rivai, A. K.*; 斎藤 滋; Bolind, A. M.*; 小暮 亮雅*

Journal of Nuclear Materials, 431(1-3), p.120 - 124, 2012/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:48.57(Materials Science, Multidisciplinary)

450$$^{circ}$$C-500$$^{circ}$$C, 5,500時間の鉛ビスマス中で形成されたフェライト・マルテンサイト鋼HCM12Aの酸化物層を走査プローブ顕微鏡(SPM)により観察した。EDX観察の後、走査プローブ顕微鏡を用いて、酸化物層と母材部を表面電位モードと位相遅れ測定により解析した。従来、酸化物層の形成機構は、高温の鉛ビスマスに対して耐食性を持つことが期待される酸化物の安定性を理解するため、元の母材表面位置、酸素の移動経路及び鉄の拡散といった観点から研究されてきた。本研究における新しい発見は、微細構造観察モードでは見えない(FeCr)$$_{3}$$O$$_{4}$$とFe$$_{3}$$O$$_{4}$$の境界が表面電位モードでは検出できたことである。スピネル層は低表面電位として母材領域と区別できるが、スピネル層とマグネタイト層の境界付近では、表面電位は境界線に相当する細い経路を除き、連続であるように見える。また、微細構造観察モードでは見えなかった、スピネル層とマグネタイト層を貫通している帯状構造が見つかった。

口頭

鉛ビスマス中で形成されたHCM12A鋼酸化皮膜構造のAFM観察

菊地 賢司*; Bolind, A.*; Rivai, A. K.; 斎藤 滋; 小暮 亮雅*

no journal, , 

加速器駆動未臨界炉(ADS)では溶融した鉛ビスマスが核破砕中性子源と冷却材を兼ねる。そのため、ビーム入射窓及び構造材料と鉛ビスマスの共存性は重要な課題の一つである。材料の鉛ビスマスによる腐食特性を明らかにするために、鉛ビスマス中で形成されたフェライト鋼(HCM12A)の酸化皮膜構造を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察した。供試材は三井造船の鉛ビスマス流動ループの試験ホルダー(外径48mm,肉厚3mm)の一部であり、450$$sim$$500$$^{circ}$$Cで5,500時間の試験実績を有する。酸化皮膜はほぼ一様に形成され、厚さは17$$mu$$m(スピネル約9$$mu$$m,マグネタイト約7$$mu$$m)である。試料は供試材を切断後、樹脂埋め、研磨して作製した。酸化皮膜構造はAFMの表面凹凸探査のダイナミックモード,電位差モード,磁化探針による位相遅れモードを用いて観察した。その結果、酸化皮膜内の電位ポテンシャルや磁気力分布など内部構造に関する有用な情報が得られた。

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