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相原 純; 安田 淳*; 植田 祥平; 小河 浩晃; 本田 真樹*; 大平 幸一*; 橘 幸男
日本原子力学会和文論文誌, 18(4), p.237 - 245, 2019/12
原子力機構は、深刻な酸化事故時の高温ガス炉(HTGR)の安全性向上のため、日本原子力研究所(現・原子力機構)で行われた先行研究に基づき耐酸化燃料要素の製造技術開発を行った。被覆燃料粒子(CFP)の模擬であるアルミナ粒子をSi及びC及び少量の樹脂の混合粉末でオーバーコートし、型に詰めて熱間加圧しSiC/C混合母材を持つ耐酸化燃料要素(模擬)を焼成した。母材のSi/C比が1.00である耐酸化燃料要素(模擬)が製造され、母材のX線回折スペクトルからSiとCのピークは検出されなかった。燃料要素中のCFPの破損割合はHTGR燃料の非常に重要な検査項目の1つである。そのためにはCFPが追加破損を起こさないように燃料要素から取り出すことが必要である。このCFP取り出しの方法を開発した。SiCのKOH法または加圧酸分解法による溶解がこの方法として適用できる見通しを得た。ただし、CFPの外側高密度熱分解炭素(OPyC)層が残っていることが必要である。OPyC層の一部または全部は燃料要素の焼成中に混合粉末中のSiと反応してSiCに変化するものと予測される。
佐藤 芳幸*; 内田 宗範*; 河村 弘
JAERI-Conf 2004-006, p.203 - 209, 2004/03
Be
Tiの高温での酸化挙動を明らかにするため、空気中において、800
C, 1000Cにおける24時間までの酸化実験を行った。熱間等方加圧法(HIP)製
8mm
200mmディスクを流量40cm
/minの空気中で酸化させ熱天秤により酸化増量を測定し、生成した酸化膜の構造解析をX線回折,走査型電子顕微鏡(SEM)等で行った。その結果、BeTiの酸化増量はBe及びTiに比べて小さくブレークアウェイを起こさなかった。Ni基超合金をしのぐ耐酸化特性を示した。また、表面にはBeOだけからなる密な酸化皮膜生成しており、これが良好な耐酸化特性を示す理由と考えられた。Ti添加の及ぼすBeO皮膜安定化のメカニズムに着いて考察した。
-FeSi
) thin films斉藤 健; 山本 博之; 笹瀬 雅人*; 仲野谷 孝充; 山口 憲司; 原口 雅晴*; 北條 喜一
Thin Solid Films, 415(1-2), p.138 - 142, 2002/08
被引用回数：20 パーセンタイル：67.02(Materials Science, Multidisciplinary)イオンビームスパッタ蒸着法を用いて「環境半導体」-FeSi薄膜をSi(100)基板上に作製した。この過程において、生成したFeSi薄膜がSiや他の化合物半導体に比べ大気中においても極めて安定で、強い耐酸化性を有していることを見いだした。この原因を明らかにするために、当研究グループにおいて開発した放射光-光電子分光法による非破壊深さ分析法を用い、薄膜の表面化学状態及び組成について検討した。この結果、FeSi薄膜(厚さ100nm)表面に0.7nm程度と考えられる極めて薄いSiO層が生成していることを明らかにした。このSiO層はFeSi上に均一に成長しており、3ヶ月間大気中に放置した後においてもほとんど変化が見られない。熱化学的評価からFeSi自体は大気中で室温においても酸化が進むと考えられる。このため生成したFeSi薄膜が安定であることは最表面の均一なSiO層が耐酸化性に寄与していると考えられる。
上羽 智之
JNC TN9420 2000-005, 28 Pages, 2000/03
JNC-TN9420-2000-005.pdf:0.94MB
実用化戦略調査研究の第一フェーズの計画では、基本的な目標を高速炉、再処理施設及び燃料製造施設からなるFBRサイクルシステムの複数の実用化概念の摘出と技術開発計画等の実用化シナリオの提示としている。この研究開発はシステム技術開発(FBR、再処理及び燃料製造)、実用化要素技術開発、システム技術統合・評価の3つの階層で進めることとしており、FBRのシステム技術開発では、ナトリウム、重金属、ガス(炭酸ガス、ヘリウムガス)、水等の冷却材、中小型モジュール炉、並びにMOX、金属及び窒化物の燃料からなる技術選択肢に係るプラント概念を検討することとしている。本報告書はこの検討の一環として、ヘリウムガス冷却炉心の適応材料とそのHe環境下での健全性(腐食特性および機械強度、照射特性)に関する調査を行ったものである。
中野 純一; 藤井 貴美夫; 新藤 雅美
JAERI-M 93-159, 20 Pages, 1993/08
表面SiC被覆層、SiC/C中間層及び黒鉛基地から構成される傾斜組成黒鉛開発材料について、2種類のSiC被覆黒鉛材料とともに空気中で苛酷な熱サイクル酸化試験を実施した。開発材料は、中間層であるSiC/Cの形態によらず厳しい熱サイクル酸化条件下でも優れた特性を示すこと及びSiC被覆黒鉛材料に比較して表面SiC被覆層の亀裂発生から破損に至る時間的余裕が長い或いはサイクル数的余裕が多いことを明らかにした。
新藤 雅美
傾斜機能材料, 0(19), p.14 - 17, 1992/12
「研究紹介」として上記の標題で、SiOとCの化学反応及びCVDによる表面SiC被覆を組み合わせたSiC/C傾斜組成層を有した黒鉛材料(SiC/C傾斜組成材料)の試作及びその熱サイクル試験も含めた耐酸化性評価試験の現状を紹介する。
今井 久; 藤井 貴美夫; 野村 真三
High Temperature Corrosion of Advanced Materials and Protective Coatings, p.351 - 354, 1992/00
原子炉級黒鉛材料とガス状SiOとを反応させ、黒鉛のガスに対する耐金性を改良した結果を報告する。固体のSiOを1285C、或いは1300Cでガス化し、1300~1380Cで黒鉛と反応させ、SiとCの交換反応によって、黒鉛試料表面にSiCの被覆を作った。この被覆は表面から内部に向かって次の様な濃度変化をもち、熱的安定性に優れる。SiC/SiC+C=ep(-A
)ここではAは定数、はSiCが濃度変化を開始する所を起点とした深さである。被覆黒鉛は空気中で良い耐酸化性を示した。
今井 久; 藤井 貴美夫; 野村 真三
Proc. of the 1st Int. Symp. on Functionally Gradient Materials, p.273 - 275, 1990/00
黒鉛の耐酸化性を改良する一方法として、高温で一酸化ケイ素(SiO)をガス化し、次に示す交換反応2C(固)+SiO(気)=SiC(固)+CO(気)で黒鉛表面をSiCで被覆し、耐酸化性の改良を試みた。使用した黒鉛はIG-110で、SiOは市販の99.9%純度のものである。SiOを1300C前後の温度でガス化し、1300~1380Cで黒鉛と反応させた。EPMAで分析した黒鉛中のSi濃度は、試料の外表面から内部に向って漸減し、CVD等による膜構造とは異なっている。この被覆材は空気中550Cでは全く酸化されず、良好な耐酸化性を示した。またこの被覆は傾斜濃度のため熱サイクルの付加等で剥離することなく、安定でる。
新藤 雅美; 近藤 達男
JAERI-M 8835, 14 Pages, 1980/04
1000Cの高温ガス炉(VHTR)冷却材を近似したヘリウム中でSi含有量の異なる数種のハステロイ-XR合金(ハステロイ-Xを改良した合金)について恒温下、熱サイクル下の酸化挙動を調べた。本研究は耐酸化性と被膜の密着性の観点から最適Si含有量を決定することを目的としている。Siの添加は1%までSi含有量の増加にともなって酸化速度が遅くなる。一方被膜の密着性は0.2~0.4%のSi添加がもっともよかった。これらの二つの傾向は被膜と合金の界面に形成されるSiOの形態によって説明することができる。
