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論文

Hydrogen up-take in noble gas implanted W

永田 晋二*; 山本 春也; 徳永 和俊*; 土屋 文*; 藤 健太郎*; 四竃 樹男*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 242(1-2), p.553 - 556, 2006/01

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2005.08.068
 被引用回数：7 パーセンタイル：47.41(Instruments & Instrumentation)

イオン注入は、材料表面の結晶構造・微細構造を変化させるとともに水素の吸蔵特性にも影響を与える。本研究では、単結晶金属へのガスイオン大量照射によりつくられる多孔質表面層における水素捕捉・放出機構について調べた。実験では、通常では水素をほとんど吸蔵しないタングステン(W)について、種々のイオン種(He, Ne, Ar, Kr, Xe)、加速エネルギーでイオン注入を行い表面構造,組成変化と水素捕捉・放出挙動への影響を調べた。実験の結果、イオン照射した試料表面層では、酸化物を伴った多孔質層の形成され、高濃度に水素が捕捉されることがわかった。また、水素の加熱再放出測定の結果から多孔質層における水素の捕捉は酸化物によるものではなく、注入ガスにより形成されたバブル,ブリスター,格子歪との相互作用が関係していることが明らかになった。

論文

ブリスタリングによる応力変調を利用した局所シリコン酸化の観察

五十嵐 慎一*; 板倉 明子*; 北島 正弘*; 中野 伸祐*; 武藤 俊介*; 田辺 哲朗*; 山本 博之; 北條 喜一

表面科学, 25(9), p.562 - 567, 2004/09

https://doi.org/10.1380/jsssj.25.562

材料表面に対し局所的な応力が加えられた場合、気体の吸着構造やその特性に変化が生じ、それとともに表面原子との反応性が変化する可能性が示唆されている。この現象を利用し、表面に意図的な応力変化を生じさせることにより、種々の領域において反応性の異なる表面を得ること、すなわち二次元パターニングの可能性が期待できる。ブリスターはガスイオン照射による表面のふくれであり、局所的な応力分布を生み出すと考えられる。本研究ではSi(100)表面に水素イオンを照射し、数ミクロン程度のブリスターを形成させ、その後大気暴露により表面を酸化させた。オージェ電子顕微鏡により、平坦な領域に比べ、ブリスターの周縁部で高い酸素強度が、またブリスター頂上部で低い強度が見られた。有限要素法によるブリスターの応力分布の計算から、周縁部では圧縮応力、頂上部では引っ張り応力が印加されており、得られた酸素の分布はこの応力分布と一致している。これらの結果は、応力による反応性の違いを反映した酸素パターニングが可能であることを示している。

論文

高温におけるU$$_{3}$$Si$$_{2}$$とアルミニウムの両立性に関する炉外実験

大岡 紀一; 金谷 邦雄; 江藤 芳丸*; 山下 斉*

軽金属溶接, 28(8), p.339 - 347, 1990/08

https://ci.nii.ac.jp/naid/40000842867

高密度シリサイド燃料を採用するに当たって、その治金的特性を明らかにすることは重要なことである。このため、治金的特性の一つである芯材と被ふく材の両立性を明らかにするためシリサイド燃料のミニプレートを用いて炉外での高温加熱試験を行なった。加熱試験はJMTR運転時の燃料板温度及び運転時間に相当する条件で行い、外観検査、重量測定、超音波探傷試験、放射線透過試験及び金相試験により、シリサイド燃料板の体積膨張プリスターの発生のないことを明らかにした。

論文

Helium ion irradiation onto chemically deposited molybdenum on carbide

広岡 慶彦; 井本 利広*; 佐野 忠雄*

Journal of Nuclear Materials, 113, p.202 - 206, 1983/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(83)90143-5
 被引用回数：4 パーセンタイル：50.97(Materials Science, Multidisciplinary)

グラファイトの表面特性の改善の一つの手段として、Mo(CO)$$_{6}$$を出発物質とする化学蒸着法を用いて、グラファイト基材上のMoコーティングが施された。この蒸着Mo被膜は、切子状表面形状および、柱状晶構造を持ち、それらの特性は、蒸着の際の条件で決定された。この蒸着Mo及び、蒸着後の拡散焼鈍によりえられたMo$$_{2}$$C被膜に、40keVのHe$$^{+}$$イオンの室温照射を行ったところ、蒸着後のMo表面には、ほとんど照射損傷は認められなかったが、同一照射条件で、蒸着後機械研磨を施した表面には、ブリスタの形成及び、破裂による顕著な損傷が認められた。又、形成されたブリスタの直径は、蒸着Moの柱状晶の直径に依存する傾向も認められた。同様の結果が、Mo$$_{2}$$C膜に対しても得られている。これらの結果を併せて、ブリスタの形成及びその抑制の挙動と、照射試料表面特性の関連について、詳しく検討を行い、合理的な解釈を与えた。

論文

Blister formation in a niobium single crystal on Ne$$^{+}$$ ion bombardment

楢本 洋; 鎌田 耕治

Journal of Nuclear Materials, 74(1), p.186 - 189, 1978/01

https://doi.org/10.1016/0022-3115(78)90552-4
 被引用回数：5

Projectileを不活性ガスイオンに限定した場合、その原子半径によって、打込れた原子が結晶格子中で占める位置が異なるであろう。その差が打込れたガス原子の易動度を支配してブリスター形成に影響を及ぼすと考えられる。本研究では、Ne$$^{+}$$イオンをProjectileに選んで、He$$^{+}$$,Ar$$^{+}$$イオン照射の結果と比較検討した。主な結果は、以下の通りである。(1)照射直後に、ブリスター形成が観察された。(2)時効によってブリスターは、破断する。(3)ブリスターの内圧は、物性定数によるが、250気圧程度となる。(1)、(2)の結果は、Ne原子が、結晶中で動き易い事を示していて、He$$^{+}$$イオン照射の場合と似ている。(3)の結果は、ブリスターの高さを決定して、メタル・ダイアフラム・モデルで推定したものである。

論文

Surface erosions by energetic helium and hydrogen bombardment of molybdenum and pyrolytic graphite

曽根 和穂; 西堂 雅博; 阿部 哲也; 山田 礼司; 小原 建治郎; 大塚 英男; 村上 義夫

Proc.7th Intern.Vac.Congr.and 3rd Intern.Conf.Solid Surfaces, Vienna, p.375 - 378, 1977/09

電解研磨およびエメリー低で粗くしたモリブデンの表面およびバフ研磨した熱分解黒鉛の表面を100keVのHe$$^{+}$$および200keVのH$$_{2}$$$$^{+}$$でイオン衝撃した。電解研磨したモリブデンの臨界照射量(ブリスター生成)は約7.5$$times$$10$$^{1}$$$$^{7}$$、(ヘリウムの場合)および2.5$$times$$10$$^{1}$$$$^{9}$$(水素の場合)particles/cm$$^{2}$$であった。ヘリウム衝撃の場合を例にとって電解研磨したモリブデン表面をエメリー紙(#1200,#400,#100)で粗しブリスター生成が減少または抑制されるのを見出した。熱分解黒鉛の照射面は時間と共に侵食が進行することが判明した。

論文

Graphite surface erosions by 100keV helium and hydrogen bombardment

曽根 和穂; 阿部 哲也; 小原 建治郎; 山田 礼司; 大塚 英男

Journal of Nuclear Materials, 71(1), p.82 - 88, 1977/01

https://doi.org/10.1016/0022-3115(77)90190-8
 被引用回数：18

100keV He$$^{+}$$および200keV H$$_{2}$$$$^{+}$$イオンビームを密度2.23g/cm$$^{3}$$の熱分解黒鉛表面(研磨したbasal plane)に垂直に入射させ、いずれの場合も1$$times$$10$$^{1}$$$$^{7}$$~5$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$particles/cm$$^{2}$$の範囲でイオン衝撃した。衝撃後、走査型電子顕微鏡で表面観察を行い侵食の様子を調べた。ヘリウムの場合5$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$でみられる円錐形の表面構造および水素の場合の1$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$でみられるブリスターは熱分解黒鉛では初めて観測されたものである。また表面の研磨程度を変化させると同じフルエンスのもとでも侵食の様子が異なり、むしろ粗い面の方が侵食が抑制されるようである。

報告書

Ar$$^{+}$$イオン照射によるMo表面のブリスターの観察

田中 三雄; 深井 勝麿; 白石 健介

JAERI-M 6585, 25 Pages, 1976/06

JAERI-M-6585.pdf:1.51MB

核融合炉第一壁のブリスタリングによる損耗のわりあいがを評価するための予備実験を行った。入射エネルギーが450KeVのAr$$^{+}$$ionを室温でMoに照射し表面に形成されるブリスターを走査型電子顕微鏡で観察し、ブリスタリングの照射量およびその後の焼鈍温度依存性を調べた。Mo表面のブリスターは5.1$$times$$10$$^{1}$$$$^{7}$$ion/cm$$^{2}$$以上照射すると観えはじめ、直径は1.8$$mu$$mでガス気泡のつり合いの式から予測される値と良く一致した。照射をつづけると密度は一定で直径は増加した。直径(d$$mu$$m)と照射量($$phi$$t)の関係はd=1.5log($$phi$$t)-16で表わされた。ブリスタリングによる表面損耗率も同様に照射量の対数に比例して増加し、4$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$ions/cm$$^{2}$$まで照射試料では2.04atoms/cm$$^{2}$$にも達する。照射後焼鈍を行ってもブリスタリングの程度(照射表面をブリスターが占める割合)はほぼ一定であり、損耗率もほとんど変わらない。これらの結果は室温照射におけるブリスタリングの程度は照射初期のSr気泡の密度であることを示している。

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