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荒井 長利; 三木 相煥*; 宇賀地 弘和; 奥 達雄*; 磯崎 孝則; 本田 幸雄*
11th Int. Symp. on Carbon New Processing and New Applications; Extended Abstracts,Vol. 1, p.15 - 161, 1990/11
熱衝撃破壊及び熱疲労破壊を研究するため、円板試料の熱衝撃試験を開始した。この試験の第一段階として、黒鉛中空孔付き円板試験片を高周波誘導により熱衝撃的に加熱し、その際、試験片内の温度分布を測定、解析すること及び試験片の外径をレーザーマイクロゲージにより推定することにより、温度の関数として熱伝導率及び熱膨張係数を決定する測定原理及び装置を開発した。なお、供試材として、高温工学試験研究炉(HTTR)用炉心黒鉛構造物の製作に用いられる微粒等方性黒鉛IG-11を使用した。本論文では、本試験法の測定原理と装置の概要を説明すると共に、本試験により等方性黒鉛の熱伝導率及び熱膨張係数を室温から約2000
Cまでの範囲について測定した結果を報告する。さらに、従来法による値と比較検討することにより、本試験法が妥当であり、しかも高温域での測定に於いて、かなり有効であることを示す。
衛藤 基邦; 石山 新太郎; 西山 裕孝; 奥 達雄*; T.D.Burchell*
Int. Symp. on Carbon New Processing and New Applications; Extended Abstracts,Vol. 1, p.170 - 173, 1990/11
HTTR炉心部用黒鉛IG-110の破壊靱性試験を種々の形状の試験片を用いて行い、得られた破壊靱性値の試験片による差異について検討した。用いた試験片の形状は、コンパクトテンション型、ディスクコンパクトテンション型、丸棒曲げ型、短丸棒型、シェブロンノッチ型、スロット入り円板型とした。これらの試験片のうち、スロット入り円板型とした。これらの試験片のうち、スロット入り円板型試験片は臨界応力拡大係数K
=0.8MPa・m
/2を与えるのに対し、他の型の試験片では1.1~1.2MPa・m/2の値となった。この事実は、前者が亀裂発生のKに対しており、後者は亀裂進展のKに対応するものであることを示唆している。実験結果から、従来のデータの分布も同様に説明できることが明らかになった。
松尾 秀人
Int. Symp. on Carbon New Processing and New Applications; Extended Abstracts,Vol. 1., p.534 - 537, 1990/11
二方向炭素系複合材料を550~860Cで最高1.5
10
n/m
(E
29fJ)までJMTRで照射し、レーザーフラッシュ法により室温から1800Cまでの熱拡散率を測定した。熱拡散率は中性子照射により減少し、また測定温度が高くなるにしたがって減少する傾向を示した。しかし、第1回目測定では、測定温度が照射温度よりも高くなると逆に増加したのに対して、第2回目の測定では温度上昇とともに単調に減少して高温では第1回目とほぼ同じ値を示して照射前の傾向と殆ど変わらなかった。比較のため測定した原子炉級黒鉛材料IG-110の熱拡散率もほぼ同様の温度依存性を示した。複合材料の照射効果では照射による界面状態の変化の影響があることも考えられるが、少なくとも今回の照射条件では特に熱拡散率の変化に影響はしていないと考えられた。
荒井 長利; 宇賀地 弘和; 奥 達雄*; 古平 恒夫; 衛藤 基邦
Int. Symp. on Carbon New Processing and New Applications; Extended Abstracts,Vol. l, p.162 - 165, 1990/11
高温工学試験研究炉(HTTR)炉心黒鉛構造物の製作に用いられる微粒等方性黒鉛IG-110の照射クリープ係数を決定するため、JMTRを用いて、一連の引張応力下での照射クリープ試験を行っている。本報告では、最近にPIEを終了した照射温度400Cの実験結果、及び、既に完了している950C、600Cの実験の結果と合わせ、照射クリープ係数の温度依存性を中心に検討している。主な結論は以下の通りである。1)400C~1000Cの照射クリープ係数は大凡他のHTAGRのものと同程度であり、かつ、温度依存性は殆どない。2)照射クリープ係数のバラツキの主要な原因は中性子束度依存性と考えられる。3)最近の照射クリープ試験では、クリープポアソン比が0.24~0.50と評価された。
衛藤 基邦; 深谷 清; 奥 達雄*; 本田 幸雄*; 磯崎 孝則; 高津 英幸; 安東 俊郎; 山本 正弘; 児玉 幸三; 清水 正亜
Int. Symp. on Carbon New Processing and New Applications; Extended Abstracts,Vol. l, p.206 - 209, 1990/11
JT-60のプラズマ対向機器部材として使用された黒鉛製あるいはC/C複合材料製の、主としてダイバータ板のうち、プラズマによって損傷を受けたものを選び出して評価試験を行なった。評価試験としては、光学及びSEM観察、EPMA、重量減及び寸法変化の測定、微小かたさ試験、曲げ試験等を実施した。主要な結果は次のとおりである。黒鉛タイルの損耗部近傍に光沢化領域と黒色化領域が見出され、前者は板状の、後者は円柱状の、各々付着生成物であった。付着生成物は炭素を主成分とし、微量のSi、Ti、Cr、Mn等を含んでいる。損耗領域では軟化が起こっているが、これは含浸物の蒸発とフィラーの露出のためと考えられる。曲げ試験の結果では、損耗部近傍から採取した試験片では強度の低下が認められた。
西山 裕孝; 荒井 長利
Int. Symp. on Carbon New Processing and New Applications; Extended Abstracts,Vol. l, p.202 - 205, 1990/11
HTTR黒鉛構造物の二軸引張応力下における破壊基準策定のため、IG-110、PGX黒鉛を用いて統計的に有意な数のデータを取得した。二軸引張試験は、薄肉円筒状試験片に主応力比が一定となるように内圧と軸荷重を加えることにより実試した。その結果以下のことが明らかとなった。(1)IG-110,PGX黒鉛の二軸引張破壊強度データは正規分布に従う。(2)両黒鉛とも引張-引張応力下の破壊基準としては修正最大ひずみエネルギー説が適切である。(3)黒鉛の粒径が小さくなるほど、修正最大ひずみエネルギー説に従うようになる。
宇賀地 弘和; 荒井 長利; 磯崎 孝則
Int. Symp. on Carbon New Prossing and New Applications; Extended Abstracts,Vol. l, p.538 - 541, 1990/11
HTTR炉心構造物として用いられる微粒等方性黒鉛IG-110の曲げ変形及び破壊の挙動を調べた。照射キャプルは照射時の試料温度をよく制御する照射クリープキャプセルを用いた。非照射の場合の応力・ひずみ曲線から黒鉛材料の変形挙動においては、応力とひずみの間に非線形性が存在し、照射量の増加に伴ってこの非線形性は減少する。しかし、本研究の範囲での照射材の破壊条件を弾性ひずみエネルギー則によって簡便に整理することは困難であることが分かった。
荒木 政則; 秋場 真人; 伊勢 英夫*; 大楽 正幸; 横山 堅二; 関 昌弘
Int. Symp. on Carbon New Processing and New Applications; Extended Abstracts, Vol. l, p.210 - 213, 1990/00
ダイバータ及び第1壁に代表されるプラズマ対向機器には、黒鉛系材料の採用が有望視されている。このため原研では、各種黒鉛系材料の性能確認及び炉材料としての適用性を調べるための実験的研究を進めている。本報ではプラズマディスラプションを模擬した各種黒鉛系材料の熱衝撃実験について述べるもので以下にその結果を示す。1)黒鉛系材料の損耗は吸収エネルギーに比例して増加する。2)重量損失における解析結果は実験結果と異なり、実験結果による重量損失の方が大きい。このことは、材料表面観察等から、粒子飛散、繊維及マトリックス損失によるものと考える。3)熱流束220MW/m以下では、イオンと電子ビームによる照射効果の違いは認められず、よりよい一致をみた。