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論文

高温ガス炉炉床部用炭素材料の長時間加熱処理に伴う結晶構造パラメーター変化

斎藤保; 松尾秀人

炭素, 112, p.2 - 5, 1983/00

https://doi.org/10.7209/tanso.1983.2

焼成温度約1000 $^{circ}$ Cの炭素材料SIG-Bを真空中1200 $^{circ}$ Cまでの温度で最高6000時間加熱処理し、X線回折手法により結晶構造パラメーター変化を測定した。1000,1100および1200 $^{circ}$ Cの熱処理後に求めたLc $_{(}$ $_{0}$ $_{0}$ $_{2}$ $_{)}$ およびd $_{0}$ $_{0}$ $_{2}$ の経時変化曲線にそれぞれ「重ね合せ法」を適用し構造変化の有効活性化エネルギーを算出した(120~130kcal/mol)。d $_{0}$ $_{0}$ $_{2}$ とLc $_{(}$ $_{0}$ $_{0}$ $_{2}$ $_{)}$ の測定結果から、上述の熱処理条件下では炭素網面の配列化は進むが主成分は乱層構造炭素であり、得られた有効活性化エネルギーが黒鉛化の前段階に相当する値であることを示した。SIG-Bを1000 $^{circ}$ Cで20年間使用(多目的高温ガス炉の炉床部材料としての使用条件)することを想定すると、構造パラメーターの経時変化曲線から、主成分は乱層構造炭素の状態にあるがLc $_{(}$ $_{0}$ $_{0}$ $_{2}$ $_{)}$ は増加することが予測された。

報告書

多目的高温ガス実験炉の炉床部用炭素材料に関する研究,3; 加熱処理に伴なうX線パラメーター変化と種々の特性値の関係

斎藤保; 松尾秀人; 福田保昌; 佐々木泰一

JAERI-M 8857, 14 Pages, 1980/05

JAERI-M-8857.pdf:0.57MB

炉床部用炭素材料の加熱処理に伴なう結晶構造変化を調べるため3銘柄の炭素材料(SIG-B、EG-36B、C-140)を3040 $^{circ}$ Cまでの種々の温度で熱処理しX線パラメーターを測定した。3銘柄とも同じような黒鉛化挙動を示す成分から主として構成されていることが明らかになったが、C-140材からは、この主成分の他に黒鉛化度が非常に高い成分も検出された。1000 $^{circ}$ C以上の加熱処理に伴ない見かけの結晶子の大きさ(Lc $_{(}$ $_{0}$ $_{0}$ $_{2}$ $_{)}$ )は増加し、この現象は網面間隔の収縮が始まらないような熱処理条件下でも認められた。Lc $_{(}$ $_{0}$ $_{0}$ $_{2}$ $_{)}$ の増加は炭素網面の配列化の進行とC軸方向の格子ひずみの減少とによるが、SIG-B材では前者はLc $_{(}$ $_{0}$ $_{0}$ $_{2}$ $_{)}$ が約200までの領域で完了する傾向を示した。Lc $_{(}$ $_{0}$ $_{0}$ $_{2}$ $_{)}$ の増加に伴なってSIG-B材の寸法とヤング率は減少し、嵩密度は増加しており、これらの変化は特に、網面の配列化が進む領域で大きかった。一方、電気比抵抗は網面間隔の収縮が始まるとともに大きく減少した。