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論文

Impacts of friction stir processing on irradiation effects in vacuum-plasma-spray coated tungsten

小沢 和巳; 谷川 博康; 森貞 好昭*; 藤井 英俊*

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2054 - 2057, 2015/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:11.04(Nuclear Science & Technology)

低放射化フェライト鋼(F82H)は先進核融合炉の構造材料候補である。第一壁ならびにダイバータではプラズマスパッタ抑制のため、タングステン被膜が必須とされている。F82H鋼に、真空プラズマ溶射法でタングステン(W)を皮膜し、その後摩擦攪拌処理(FSP)にて強化した試料に対しイオン照射実験を実施し、WとF82Hの各要素のイオン照射後の硬さと微細組織に及ぼす細粒化の影響を調べた。これまでの結果からは、800$$^{circ}$$C、5.4dpaでイオン照射したFSP-W皮膜の顕著な照射硬化は認められていない。

論文

Modification of vacuum plasma sprayed tungsten coating on reduced activation ferritic/martensitic steels by friction stir processing

谷川 博康; 小沢 和巳; 森貞 好昭*; Noh, S.*; 藤井 英俊*

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2080 - 2084, 2015/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:66.41(Nuclear Science & Technology)

核融合炉内機器のプラズマ対向壁材料として有力視されているタングステン(W)皮膜形成法として真空プラズマ溶射(VPS)法が現実的手法として期待されている。しかし、VPS-Wでは空孔率が高いことから、バルクWに比べて熱伝導率が著しく引く、強度も低くなる、といった課題を示している。そこで本研究では、VPS-W皮膜の摩擦撹拌処理(FSP)による強化を試みた。その結果、FSP処理により空孔率が低く、バルクW並の強度と熱伝導率を有する細粒Wに強化することに成功した。

口頭

真空プラズマ溶射法で成膜し摩擦攪拌処理を施したW-F82H鋼のイオン照射後硬さと微細組織

小沢 和巳; 谷川 博康; 森貞 好昭*; 藤井 英俊*

no journal, , 

先進核融合炉の構造材料候補である低放射化フェライト鋼(F82H)に、真空プラズマ溶射法でタングステン(W)を皮膜し、その後摩擦攪拌処理(FSP)を施した試料に対しイオン照射を行い、WとF82Hそれぞれの硬さと微細組織を評価した。800$$^{circ}$$C、5.4dpaの条件でFSP処理を施したW皮膜の顕著な照射硬化は認められていない。

口頭

真空プラズマ溶射タングステン皮膜の摩擦撹拌処理による強化

谷川 博康; 小沢 和巳; 森貞 好昭*; 藤井 英俊*; Noh, S.*

no journal, , 

核融合炉内機器のプラズマ対抗壁材料として、高融点でスパッタ率の低いタングステン(W)が有力視されている。真空プラズマ溶射(VPS)法は、広範囲にかつ容易にW皮膜を形成できる手法として期待されているが、VPS-Wでは空孔率が高いことから、バルクWに比べて熱伝導率が著しく引く、強度も低くなる、といった課題を示している。本研究では、VPS-W皮膜を摩擦撹拌処理(FSP)による強化について検討を行った。その結果、空孔率が低く、バルクW並の強度と熱伝導率を有する細粒Wに強化することに成功した。

口頭

摩擦撹拌プロセス(FSP)を応用した銅の機械的強化法開発と耐照射性評価

濱口 大; 谷川 博康; 小沢 和巳; 藤井 英俊*; 森貞 好昭*

no journal, , 

純銅の機械的強化とクロムジルコニウム銅の組織改質および耐照射性向上を目的とした摩擦撹拌プロセスの工程最適条件策定のための試験を行った。試験にはOFC銅を用い、回転速度(入熱量)を50$$sim$$500RPMに変化させ回転速度の影響を調査した。その結果、回転数100および200RPMで最も粒の微細化が促進されることが明らかとなった他、硬さも最大で母相の約1.5倍まで上昇することが確認された。その一方で、今回の試験条件では、貫入深さ方向の硬さ減少が急激であり、また、ピンの長さに対して撹拌部が比較的浅いといった課題点も明らかとなった。この原因として考えられるのは、銅の熱伝導率の良さに起因するアニーリング効果と考えられ、この対処法として、プロセス中に強制冷却を行う方法(液体CO$$_{2}$$冷却法)が妥当であると考えられる。プロセス中の強制冷却は、撹拌部以外の温度上昇を抑え、早い冷却速度が要求されるクロムジルコニウム銅への適用に最適と考えられることより、今後液体CO$$_{2}$$冷却法の適用とその最適条件策定を検討中である。

口頭

摩擦攪拌プロセス(FSP)を応用したクロムジルコニウム銅合金の機械的強化法開発

濱口 大; 森貞 好昭*; 藤井 英俊*; 谷川 博康; 小沢 和巳

no journal, , 

純銅の機械的強化とクロムジルコニウム銅の組織改質および耐照射性向上を目的とした摩擦撹拌プロセスの工程最適条件策定のための試験を行った。これまでのOFC銅を用いた試験結果より、所定の回転数(入熱量)では粒の微細化が促進され、硬さも最大で母相の約1.5倍まで上昇するが、ピンの長さに対して撹拌部が比較的浅く、また回転数が低いと空隙が発生しやすくなるといった課題点も明らかとなっている。この原因は銅の熱伝導率の良さに起因するアニーリング効果と考えられ、また攪拌域の深さは入熱量(回転数)に依存することにより、プロセス中に液体CO$$_{2}$$を吹き付けることにより強制的に冷却を行い入熱量を制御する方法を適用し、同様の試験を行った。その結果、比較的低い回転数(300RPM)の場合でも空隙の形成が抑制されることや、強制冷却なしの場合に比べて高い入熱量まで攪拌域が維持されることなどが明らかとなった。これらOFC銅に対する結果と併せて、ITERグレードクロムジルコニウム銅冷却配管に対して、同様に強制冷却をしながら摩擦攪拌プロセスを施した結果についても報告する。

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