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都留 智仁; 弓削 是貴*; 青柳 吉輝*; 下川 智嗣*; 久保 百司*; 尾方 成信*
no journal, ,
ハイエントロピー合金(HEA)は、5元素またはそれ以上の成分が等原子分率で混合した結晶構造を持つ合金として定義される。HEAでは、特異な変形機構によって、強化の促進や強度と延性の両立などの優れた機能の創出が期待されている。しかし、局所的な原子変位などの影響により強度が向上することなどが分かっているが、詳細な機構は明らかになっていない。本研究では、とりわけ高い強度を示すことが知られているBCC構造を持つHEAを対象として、2種類のHEAについて、第一原理計算を用いて転位構造に関する特徴について検討を行った。MoNbTaVWとZrNbTaTiHfを対象として、第一原理計算によって転位芯構造を評価した結果、局所所変位の小さなMoNbTaVWでは純BCC金属の転位芯と同様に、転位芯近傍の3つの原子が転位のBurgersベクトルをほぼ均一に持つことが確認される。一方、ZrNbTaTiHfでは、各原子の局所変位により、転位構造は転位芯近傍の元素の影響を受けて位置によって大きく変化することがわかった。
石川 法人; 近藤 啓悦; 藤村 由希; 喜多村 茜
no journal, ,
セラミックスへ100MeV以上の高速重イオンを試料に照射すると、イオンとターゲット材料の電子との間の非弾性衝突(いわゆる電子的阻止能に相当)が支配的に照射損傷の形成に関与することが知られている。これまで多くの照射損傷メカニズム研究が行われてきたが、耐照射性の高いセラミックスの場合には、照射影響が小さいために、損傷を定量化すること自体が困難であり、照射損傷メカニズムを解明するためには照射損傷を定義することから始めなくてはならない。本研究では、サファイア(Al
O
)を対象材料として選定し、高速重イオン照射に伴う格子間隔変化を空間マッピング分析した結果、(照射領域は均一に照射したにもかかわらず)結晶格子間隔の変化が照射/未照射境界の付近で顕著に現れることを明らかにしたので、その結果を報告する。
阿部 陽介; 大久保 成彰; 佐藤 裕樹*
no journal, ,
原子炉構造材料では、中性子照射下で形成された格子間原子集合体が一次元(1D)的な高速拡散で損傷領域から散逸することで損傷組織発達を律則すると考えられている。しかし、1D運動の実態はよく理解されていない。本研究では、格子間原子集合体の1D運動に及ぼすカスケード損傷の影響を明らかにするため、純鉄および鉄系合金に対してイオン照射下での電子顕微鏡その場観察法を用いて、格子間原子集合体の1D運動挙動を調べた。その結果、高純度鉄でも実用鋼でも格子間原子集合体の1D運動頻度が照射ビーム強度に概ね比例することが分かった。このことは、電子照射下と同様にカスケード損傷下でも、何らかのトラップにより静止状態にある格子間原子集合体の1D運動が、照射による弾き出しが原因となって生じることを示唆している。その一方で、1D運動距離は電子照射下と比べてイオン照射下では著しく短いことが分かった。電子照射下では残留不純物や溶質原子が格子間原子集合体の1D運動を阻害するのに対して、カスケード損傷下においてはこれらの他に、カスケード損傷で直接形成される欠陥クラスターが1D運動の阻害に寄与している可能性があることを示唆している。
鈴土 知明; 海老原 健一; 都留 智仁
no journal, ,
BCC金属は構造材料として様々な用途に使われているが、それらは低温領域では脆性的になり、水素等の不純物によって脆性が促進されることが知られている。脆性破壊は巨視的な現象である一方、き裂の進展は原子間結合の切断によって生じる微視的な現象でもある。よって、き裂先端での原子配置や応力集中を精度良く再現し、それによって生じる原子間結合の切断や塑性変形を予測する必要がある。本発表ではBCC金属の粒内・粒界におけるき裂進展をモデル化するため、BCC鉄を例として分子動力学(MD)シミュレーションを行った。それらの結果において、転位の射出によってき裂進展が抑制される微視的現象が再現された。
仲原 魁人*; 川田 理央*; 入澤 恵理子; 上田 光敏*; 河村 憲一*
no journal, ,
Zr酸化皮膜を利用した酸素センサーの開発において、Zr酸化皮膜成長に伴う酸素吸収により、正確な酸素濃度測定ができないことが問題となる。この課題を解決するために、Zrの活量を下げ酸化皮膜成長を抑制する合金元素としてZr-Cu合金系に着目した。本研究ではZr-35Cu(ZrCuとZr
Cu
の2相共存合金)における高温酸化挙動を検討した。その結果、今回検討したZr-Cu合金ではZrOの成長抑制はできないことが明らかとなった。
岡 弘; 丹野 敬嗣; 矢野 康英; 大塚 智史; 皆藤 威二; 舘 義昭
no journal, ,
ODS鋼被覆管の量産技術開発の一環として、量産用メカニカルアロイング装置である大型アトライターPATTRIODSを開発した。PATTRIODSの粉末処理量は従来の3倍の30kgとし、メカニカルアロイング中の酸素量を制御するため、粉砕タンク及び粉末回収容器まで真空-Arガス置換が可能な機構とした。PATTRIODSを使用してODS鋼の試作試験を実施した結果、既存小型アトライターと同レベルの酸素量制御性を有することがわかった。