Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
下山 巖; 馬場 祐治
Carbon, 98, p.115 - 125, 2016/03
被引用回数：34 パーセンタイル：72.68(Chemistry, Physical)
共役系炭素材料へのヘテロ原子ドーピングが吸着脱硫特性に与える影響を調べるため、リン及び窒素をドーピングしたグラファイトに対してチオフェン吸着量を比較した。X線光電子分光法から求めた被覆率から、リンドープしたグラファイトの方が窒素ドープ試料よりも10
20倍高いチオフェン吸着能を持つことを明らかにし、吸着脱硫特性がドーパントの種類に大きく依存することを示した。また、吸収端近傍X線吸収微細構造スペクトルの偏光依存性を用いてドーパントサイトでの立体配置の違いを区別し、曲面構造のリンサイトが平面構造のリンサイトよりも約10倍高いチオフェン吸着能を持つことを明らかにした。分子軌道計算を用いた解析により、リンと窒素のドーパント効果の違い、及び平面構造と曲面構造におけるチオフェン吸着特性の違いを理論的に明らかにした。チオフェン吸着後の加熱処理によるチオフェン脱離結果から、再活性化におけるリンドーピングの利点についても指摘する。
石原 正博; 塙 悟史; 曽我部 敏明; 橘 幸男; 伊与久 達夫
Materials Science Research International, 10(1), p.65 - 70, 2004/04
2D-C/Cコンポジットの曲げ強度予測法について、実験及び解析的に検討を行った。実験的な検討では、3点曲げ強度を実測し、また破壊後の試験片のSEM観察から基本的な破壊様式を検討した。破面観察の結果、引張応力下での繊維の延びによる破壊様式、圧縮応力下での繊維の座屈による破壊様式及びせん断応力下での繊維間のスライディングによる破壊様式が観察された。解析的な検討では、セラミックス材で広く用いられているワイブル強度理論からの強度予測を検討するとともに、基本的な破壊モードを考慮し競合リスクモデルを用いた強度予測法を提案し、これによる強度予測を検討した。検討の結果、ワイブル強度理論からの予測は、実測値の2倍以上の強度予測結果となり、異方性の高い繊維強化材料には応用できないことがわかった。一方、提案方法では、実測値とほぼ一致する強度予測を示すことが明らかとなった。さらに、提案方法でパラメータ解析を実施したところ、圧縮応力下での破壊様式が曲げ破壊を支配していることが明らかとなった。
奥 達雄*; 馬場 信一
炭素, 2002(202), p.90 - 95, 2002/05
熱膨張係数は、熱的性質の中でも重要な特性の一つである。熱膨張は外形の変形及び熱的拘束による内部応力すなわち熱応力の評価にとっては欠かすことができない特性の一つである。ここでは、熱膨張の物理的意義からはじめて、熱膨張係数の定義,熱膨張係数を求めるために測定すべき量,測定原理,測定装置,測定例及び測定上の注意事項などについて説明する。
鈴木 哲; 鈴木 隆之*; 荒木 政則; 中村 和幸; 秋場 真人
Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.318 - 322, 1998/00
被引用回数：8 パーセンタイル：57.28(Materials Science, Multidisciplinary)核融合実験炉用ダイバータ板模擬試験体の高熱負荷実験について報告する。試験体は表面材料に高熱伝導率をもつCFC材料を使用し、冷却管には疲労強度が高く、接合性にも優れたアルミナ分散強化銅製の2重管を使用している。本試験体、並びに比較のための純銅製冷却管をもつ試験体に対して定常熱負荷(20MW/m
)をくり返し与え、熱疲労強度を評価する実験を行った。その結果、純銅製冷却管をもつ試験体は約400サイクルで冷却管が疲労により破損した。一方、アルミナ分散強化銅製冷却管をもつ試験体は顕著な疲労損傷を受けることなく1000サイクルの負荷に耐えることを実証し、本冷却管の疲労強度における優位性を示した。
松尾 秀人
新・炭素材料入門, 0, p.182 - 188, 1996/00
炭素材料学会が刊行する「新・炭素材料入門」の第3章炭素材料の応用の1節で、原子力分野への応用について記述した。この中では、原子炉用及び核融合炉用炭素材料について、使用にいたる背景、用途、材料の機能と特性、今後の展望などについて概説した。
松尾 秀人
JAERI-M 91-090, 15 Pages, 1991/06
非晶質炭素及び原子炉用黒鉛材料を1128-1483Kで中性子照射した後2573Kまでの各温度で熱処理して寸法、密度、電気比抵抗、ヤング率、熱膨張率の変化を調べた。炭素材料は原子炉用黒鉛材料に比較して照射によってより大きくて、また異方的な寸法収縮挙動を示した。この寸法収縮量は、1773Kから2023Kまでの熱処理温度で減少したが、それ以上の温度では僅かに増加した。これに対して、照射した原子炉用黒鉛材料を熱処理した場合は、寸法、密度、熱膨張率は殆んど変化しなかったが、電気比抵抗やヤング率は熱処理温度が高くなるにしたがって次第に減少した。これらの実験事実から、非晶質炭素材料と原子炉用黒鉛材料の寸法変化挙動には著しい違いがあることがわかった。
松尾 秀人
炭素, 0(150), p.290 - 302, 1991/00
本論文は、原子炉用黒鉛材料および炭素材料、主として石油コークス系微粒等方性黒鉛材料IG-110と炭素材料ASR-ORBを中心にして、それらの照射および熱処理効果についてまとめた総合論文である。JMTR、JRR-2、HFRなどで550~1335
Cで最高6.8
10
n/m(E
29fJ)まで照射した後、寸法、熱膨張率、熱伝導度、電気比抵抗、ヤング率などの測定結果、ならびに照射前後に熱処理してこれらの特性変化を調べたこれまでの報告を総合的にまとめ、照射効果と結晶性との関係や照射欠陥のモデルと特性変化との関係について考察した。
松尾 秀人; 斎藤 保; 今井 久
JAERI-M 89-080, 18 Pages, 1989/06
高温工学試験研究炉の炉床部断熱構造物にとって、寸法安定性は断熱性とともに重要な性質のひとつである。この材料に選定されているASR-ORB炭素材料の原子炉寿命中における寸法と断熱性の耐久性を、これら性質に関する試験結果と微細構造に関する研究成果を使用して評価した。この結果、炉床部断熱構造物の寿命末期における寸法変化は0.1%以下の収縮に止まり、また断熱性の劣化も試料間のバラツキの範囲内に止まる見通しであることが明らかになった。
佐伯 正克
核融合炉, 19, p.6 - 10, 1987/00
放射化学第1研究室の小テーマ2「トリチウムの放射化学的研究」において得られた、核融合炉開発関連研究についての成果を概説した。主な内容は(1)材料(黒鉛、SiO
,LiF,Li-Al合金等)中でのトリチウムの拡散挙動及び存在状態について、(2)材料(SUS-316、パイレックスガウス)表面でのトリチウムの吸着脱離挙動について、(3)固体吸着剤(シリカゲル、モレキュラーシーブ等)に対するトリチウム水の吸着挙動及び吸着されたトリチウム水の放射線分解について、である。
斎藤 保; 松尾 秀人; 今井 久
JAERI-M 84-213, 12 Pages, 1984/11
炉床部断熱用材料の候補材として検討されている炭素材料には主成分となる炭素質成分の他に微量の黒鉛質成分を含むものがある。これらの材料について、1000Cにおける長時間熱処理あるいは1100C以上で1時間の熱処理を加え、X線手法により結晶構造の熱的安定性を検討した。炭素質成分のLc値(C軸方向の平均無欠陥距離)は1000Cで1000時間以上の熱処理後、あるいは1200Cでは1時間の熱処理後にすでに増加傾向を示した。また熱処理による黒鉛化の進行に伴い欠陥濃度が減少し、その減少率が30%以上になると熱伝導度の増加が大きくなった。一方、ヤング率の減少は欠陥濃度の減少率が10%程度ですでに認められた。
曽根 和穂; 山田 礼司
応用物理, 53(3), p.217 - 221, 1984/00
最近、核融合装置の第一壁は、JT-60の例からもわかるように、低Z材料(炭素材料、SiC、TiCなど)を使用することが普通になってきている。しかし低Z材料では、水素と化学反応して損耗していく化学スパッタリングが無視できない場合が多い。ここではこれらの材料における化学スパッタリング研究の最近の動きについて、著者らの経験をまじえながら解説した。タングステンをダイバータ板として使用する場合の酸素との反応についても若干ふれた。
斎藤 保; 松尾 秀人
炭素, 112, p.2 - 5, 1983/00
焼成温度約1000Cの炭素材料SIG-Bを真空中1200C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1200Cの熱処理後に求めたLc
およびd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とLc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1000C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は増加することが予測された。
斎藤 保; 松尾 秀人; 福田 保昌; 佐々木 泰一
JAERI-M 8857, 14 Pages, 1980/05
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3040C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。1000C以上の加熱処理に伴ない見かけの結晶子の大きさ(Lc)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が約200
までの領域で完了する傾向を示した。Lc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。
松尾 秀人; 斎藤 保; 福田 保昌; 佐々木 泰一
JAERI-M 8561, 21 Pages, 1979/11
多目的ガス実験炉では炉床部材料として炭素質材料の使用が検討されており、その基礎資料を得るために3種類の炭素質材料を試作し、これらの試料について寸法変化とカサ密度の変化に及ぼす熱処理効果と、寸法の径時変化に及ぼす荷重不可効果を調べた。1000Cから3040Cまでの各温度で1時間の加熱処理により、寸法変化では2種類が収縮し、他はほとんど変化しなかった。カサ密度では増加したものと減少したものがあり、試料によって異る熱処理効果があった。1000Cでの寸法の径時変化では、寸法収縮率は荷重を付加することによって大きくなるが、荷重を付加する前に1000C以上の温度で長時間予備過熱することによって減少することや、寸法収縮率はt
(tは測定時間)に比例して変化するなどのことがわかった。多目的高温ガス実験炉用炉床部材料としては、この実験に使用した試作炭素材料よりさらに高温における寸法安定性の良い材料を開発することが望まれる
松尾 秀人; 斎藤 保; 福田 保昌; 佐々木 泰一; 長谷川 隆*
JAERI-M 8551, 15 Pages, 1979/11
多目的高温ガス実験炉の炉床部用炭素材料についてのデータを取得するため、国内で入手できる3社の大型炭素材料に対し熱伝導度および電気比抵抗を測定した。その結果、熱伝導度のさらに低い炭素材料を開発する必要があることがわかった。さらに、1000Cから3040Cまでの各温度で1時間熱処理した場合の熱伝導度と電気比抵抗の熱処理による変化を調べ、炭素材料製造における最終焼成温度選択に参考となるデータを得た。すなわち、熱伝導度は熱処理温度が1200Cまでは変化せず、それ以上の温度では温度とともに大きくなるが、電気比抵抗は1500C~2000Cで変化はみられなかった。また、熱処理によるローレンツ数の変化は、1500C以下、1500C~2500C、2500C以上の3つの領域に分けられ、これらの変化を黒鉛化のモデルに基づいて考察した。
本多 敏雄; 斎藤 保; 堀口 洋二
炭素, (72), p.14 - 20, 1973/00
示差熱分析によって炭素材料の酸化挙動を推測しうる可能性があるのではないかと考え、その1つの試みとして、炭素の酸化に伴う示差熱曲線の再現性について検討を行い、併せて各種炭素材料の酸化・示差熱曲線の変化を追跡した。その結果、(1)ピーク極大温度は酸化・示差熱曲線の特性づけを行ううえでの指標として用いうることができる。(2)ピーク極大温度はその炭素材料の面間隔、結晶子の大きさと一定の対応関係があり、また酸化反応速度とも関連する。(3)X線複合図形を示す炭素材料の酸化・示差熱曲線にはダブルピークの存在が認められ、2種類の酸化反応性の異なる炭素質の集合体であることが推論された。などの点を明らかにすることができた。
佐藤 千之助
材料, 14(137), p.91 - 100, 1965/00
炭素または黒鉛材料の高温における機械的性質に関してはすでに多くの報告が発表されている。特に市販人造黒鉛についての高温における弾性率または強度に関しては1950年代から、C.Malmstrom.らL.Green.DavidsonらおよびMasonらによって研究され、一般に高温になるほど弾性率や引張強度が増大し、それぞれ1800Cないし2400C付近で極大に達するという普通の材料に見られない特異な性質があり、耐熱性材料、高温構造強度材料として非常にすぐれた性質を持っていることが知られている。しかし炭素または黒鉛材料には多くの種類があり、その黒鉛微結晶の性状も著しく異なるものが続々と開発されている現伏である。人造黒鉛は一般に炭素多結晶粒子を充てん材(filler)とし、ピッチなどの結合材(binder)によって粘結され焼成されたもので、この構造成分の性状によって種々の特性を有する材料が生ずる。
太田 智紀*; 萩原 時男*; 杉本 雅樹; 山本 春也; 越川 博; 八巻 徹也
no journal, ,
固体高分子形燃料電池は次世代のクリーンエネルギーシステムとして注目を集めており、その製造コスト削減に向けて白金に代わる触媒の研究が盛んである。含窒素炭素系触媒は白金代替材料として期待されているが、触媒性能の発現に必要とされる窒素をグラフェン炭素に効率よく導入できる作製方法は確立されていない。本研究では、炭素源のフェノール樹脂をアンモニア中で電子線照射しながら炭素化することで、より高濃度に窒素を導入できると考え、雰囲気を制御し300C以上の高温下で電子線照射が可能な装置開発を行った。その結果、2MeV電子線の吸収による発熱や、雰囲気ガスの除熱に影響されずに、設定温度に対して
2Cの範囲で照射可能であることが確認できた。
太田 智紀*; 八巻 徹也; 杉本 雅樹; 山本 春也; 越川 博; 萩原 時男*
no journal, ,
燃料電池カソードに用いられる白金触媒の代替材料として、炭素系触媒が期待されている。炭素系触媒の酸素還元反応(ORR)活性は、グラフェン状炭素の一部が窒素原子に置換した構造に起因すると考えられている。そこで本研究では、窒素導入量の制御を目指し、アンモニア(NH
)下での電子線照射によって炭素系触媒への窒素の導入を試みるとともに、そのORR活性を評価した。実験ではフェノール樹脂に塩化コバルト(II)を最大10wt%で添加した試料を炭素源とした。1vol% NH/N雰囲気下で400Cまで加熱しながら2MeVの電子線を6MGyまで照射し、その後でN中、800C焼成して炭化した。粉砕した試料から塩酸で残留コバルトを除去した後、回転電極法でORR活性を評価した結果、酸素還元電位は0.72V(vs. Ag/AgCl)であった。この値は白金の0.78Vに匹敵する高い値であることから、NH下での電子線照射により、ORR活性を有する含窒素炭素系触媒を作製できた。
杉本 雅樹; 太田 智紀*; 山本 春也; 越川 博; 八巻 徹也; 萩原 時男*
no journal, ,
白金代替材料として期待される炭素系触媒の酸素還元活性は、グラフェン状炭素の一部が窒素原子に置換した構造に起因している。しかし、有機高分子と含窒素化合物との混合物、あるいは含窒素高分子を炭素源として焼成する方法では、炭素のグラファイト構造と窒素導入量はどちらも焼成温度により変化し、それぞれを独立に制御することは困難である。そこで本研究では、アンモニア(NH)下での電子線照射により、炭素系触媒への窒素の導入を試みた。試料は、グラファイト化を促進する塩化コバルト(II) (CoCl)を最大10wt%添加したフェノール樹脂に、1vol% NH雰囲気、400Cで加熱しながら2MeV電子線を6MGy照射した後、N中、800Cで焼成することで作製した。X線光電子分光スペクトル測定の結果、CoCl無添加のフェノール樹脂から得られた炭素粉末にはほとんど窒素が認められなかったのに対し、5wt% CoCl添加の場合には窒素の原子分率は0.5%であった。CoCl添加フェノール樹脂を原料としてNH下で電子線照射するという新しい手法によって、窒素を導入することができた。
下山 巖; 馬場 祐治
no journal, ,
共役炭素材料にヘテロ原子をドーピングすることによって得られるカーボンアロイと呼ばれる一連の材料群は触媒活性などの機能性を持つことから近年注目を集めている。我々は酸素還元反応に関する触媒活性とチオフェンにおける吸着脱硫特性の二つの機能がグラファイトへのリンドーピングによりどのように変化するかを調べた。ドーピングされたリンサイトの立体配置と電子構造を吸収端近傍X線吸収微細構造分光法とDV-X
分子軌道計算により調べると、ドーピング時の基板温度に依存して平面・曲面構造をとることを明らかにした。また平面構造のリンサイトに比べ、曲面構造のリンサイトが優先的に形成された試料において触媒活性と脱硫特性が向上することを見いだした。また、吸着脱硫特性に関してリンは窒素よりも優れたドーパントであることがわかった。この実験結果を分子軌道法により解釈し、ドーパントとしてのリンの役割を明らかにした。
