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口頭

軽水炉圧力容器オーバレイクラッド中のG相析出物及びその前駆体についてのTEM結晶構造解析

松川 義孝*; 鹿窪 勇太*; 野沢 康子*; 外山 健*; 永井 康介*; 武内 伴照; 山口 義仁; 勝山 仁哉; 西山 裕孝

no journal, , 

軽水炉圧力容器の内貼りステンレス中に析出するG相(Ni$$_{16}$$Si$$_{7}$$Mn$$_{6}$$)について、TEMとアトムプローブを用いて、析出初期過程における組成変化と 結晶構造変化のタイミングについて調査した。TEMによる結晶構造解析データとアトムプローブによる組成分析データをもとに、電子回折図形をシミュレートした結果、この析出物は組成が化学量論組成(Ni$$_{16}$$Si$$_{7}$$Mn$$_{6}$$)に達する前に、結晶構造がG相のそれに変化することが明らかとなった。

口頭

alpha鉄のHe粒界脆化に関する原子論的モデリング

鈴土 知明; 山口 正剛; 都留 智仁

no journal, , 

核融合ブランケット第一壁等では、Heによる材料脆化が懸念されており、その脆化のメカニズムを理解することは、材料設計の観点から重要である。Heが粒界に偏析すると粒界強度が低下することが既に第一原理計算で明らかになっているが、材料には無数の種類の粒界があり、すべての粒界種について粒界脆化を調査することは原理的に困難である。よって、粒界種に依存しない共通の性質を見いだすことが重要である。本研究では経験ポテンシャルを用いて、さまざまな粒界種についてHe偏析による粒界脆化を調べた。その結果、粒界強度の低下率は粒界種によらずHe濃度だけの関数としてほぼ近似できることがわかった。

口頭

金属Cr介在物を含有する9Cr-ODS鋼の高温組織変化

大塚 智史; 矢野 康英; 丹野 敬嗣; 皆藤 威二; 田中 健哉

no journal, , 

BOR-60において9Cr-ODS鋼の照射試験を実施したところ、これまでに報告例のない異常組織変化が発生した。この組織変化を再現するために実施した欠陥含有ODS鋼の高温熱時効試験結果について報告する。

口頭

UO$$_{2}$$/Zr反応拡散対に対するフェーズフィールド解析

西田 侑樹*; 塚田 祐貴*; 小山 敏幸*; 倉田 正輝

no journal, , 

過酷事故では、燃料ペレット(主成分UO$$_{2}$$)と被覆管(主成分Zr)が相互作用し、界面近傍に、低融解温度の層が形成されると考えられている。従来、シビアアクシデント解析コード等では、約1900$$^{circ}$$Cで溶融が始まると言う簡素化モデルを用いている。しかし、材料科学的にU-Zr-Oの三元系を検討すると、原理的には、それより低い温度で液相出現すると考えられる。本研究では、フェーズフィールド法解析モデルを開発し、液相出現条件を検討した。1500$$^{circ}$$Cのモデル計算では、成分の相互拡散過程において液相が準安定的に存在しうることを示した。また、液相だけでなく、UO$$_{2}$$相やZr金属相等の関係する固相で、スピノーダル分解が起こる可能性が高く、これが層構造形成を加速化する可能性を見いだした。

口頭

侵入型水素化物Al$$_{2}$$CuH$$_{x}$$(x$$sim$$1)の結晶構造

齋藤 寛之; 高木 成幸*; 遠藤 成輝; 町田 晃彦; 青木 勝敏; 折茂 慎一*; 片山 芳則

no journal, , 

9GPa, 700$$^{circ}$$C以上の高温高圧水素流体とAl$$_{2}$$Cu合金の直接反応によって、金属水素化物Al$$_{2}$$CuH$$_{x}$$が合成できることを報告した。得られた試料について粉末X線回折測定を行ったところ、水素化物からの回折線はAl$$_{2}$$Cu合金のユニットセルを膨張させたもので指数付けが可能であった。このことから侵入型水素化物が形成されていると推察した。本講演では水素化物の構造について実験と理論計算から、より詳細に調べた結果を報告する。

口頭

CsCl型Ti${it TM}$(${it TM}$=Fe, Co, Ni)合金の高温高圧水素化反応

遠藤 成輝; 石川 和宏*; 齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則

no journal, , 

CsCl構造を有するTi合金の高温高圧水素化反応を放射光その場観察によって調べた。本研究目的は一連のCsCl型Ti合金の高温高圧下における水素化反応過程を調べることである。その結果、Ti(Fe$$_{0.50}$$, Co$$_{0.50}$$), TiCo, Ti(Fe$$_{0.33}$$,Co$$_{0.33}$$, Ni$$_{0.33}$$), Ti(Fe$$_{0.50}$$, Ni$$_{0.50}$$), Ti(Co$$_{0.50}$$, Ni$$_{0.50}$$)合金で水素吸蔵に伴い規則相のCsCl構造から不規則相のBCC構造へ変化することが分かった。これらの結果はTiFe合金で得られたものと同様であった。TiNiでは水素固溶体を形成した後にTiH$$_{2}$$を析出し不均化を生じたが、これはTiNi合金の安定性が低いことに起因するものと考えている。本研究結果からCsCl型Ti合金における高温高圧水素化反応による規則-不規則転移の普遍性が示された。

口頭

中性子回折その場観察による重水素化鉄の高温高圧構造研究

町田 晃彦; 齋藤 寛之; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 遠藤 成輝; 綿貫 徹; 片山 芳則; 青木 勝敏; 佐藤 豊人*; 松尾 元彰*; et al.

no journal, , 

新規水素化物や空孔-水素クラスター形成の研究には格子間水素の情報が必要である。これまで高温高圧下における結晶構造のその場観察はこれまで放射光X線を利用した実験に限られていたが、X線回折では格子間水素の情報を得ることができない。格子間水素を含めた構造決定には中性子回折実験が必要となる。大強度陽子加速器施設J-PARCの物質・生命科学実験施設に超高圧中性子回折装置PLANETが完成したことによって、高温高圧下の中性子回折実験が可能となった。そこで我々は高温高圧下水素流体中における放射光X線回折その場観察技術を改良した中性子回折実験技術の開発と試作した高圧セルを用いて、鉄の水素化過程における中性子回折実験を実施し、高温高圧下における構造解析を試みた。7.4GPaにおいて475$$^{circ}$$Cまで加熱しながら中性子回折パターンの取得を行った。測定時間は120秒であるが、相の同定や格子定数の変化は観測可能なデータの取得ができることが確認できた。

口頭

微視き裂進展に伴う塑性仕事の粒界凝集エネルギーへの依存性

山口 正剛; 亀田 純*

no journal, , 

粒界の理想破壊仕事$$2gamma_{rm int}$$(破壊表面と粒界のエネルギー差、粒界凝集エネルギー)の偏析による変化$$Delta 2gamma_{rm int}$$が粒界脆化・強化の原因であるという説は、Rice-Wangモデルとしてよく知られる。近年第一原理から$$Delta 2gamma_{rm int}$$を計算し、実験のDBTTシフトとの相関を示すことでこの説を支持できるようになった。しかし、Rice-Wangモデルがその基礎を置く重要な仮説「金属の微視き裂進展に伴う塑性仕事$$gamma_{rm p}$$は$$2gamma_{rm int}$$よりずっと大きいが、$$2gamma_{rm int}$$に依存している」は、よく知られていない。原子論的シミュレーションによってそれを示すのは現在でも困難であるため、本研究では第一原理計算と破壊靭性試験を組み合わせ、その仮説について一つの証拠を示す。

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