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論文

Preparation of fullerenes by resistive heating vaporization method; Effect of carbon materials

大槻 龍生*; 那須 昭一*; 藤森 亮介*; 穴田 欣司*; 大橋 憲太郎*; 山本 涼市*; 藤井 貴美夫; 大久保 啓介*

粉体および粉末冶金, 51(8), p.622 - 625, 2004/08

煤煙中に生じた(C$$_{60}$$+C$$_{70}$$)フラーレンの収量と生成したC$$_{60}$$の割合(重量比)に対する素材である炭素材料の効果を調べた。素材にはGlassy carbon等4種類の炭素材料を用い、圧力0.7$$times$$10$$^{4}$$$$sim$$8.0$$times$$10$$^{4}$$Paのヘリウムガス中でジュール加熱して蒸発させフラーレンを調製した。Glassy Carbonを素材に用いた場合に比べて、1$$sim$$8%の六方晶黒鉛における(C$$_{60}$$+C$$_{70}$$)フラーレンの収量は高かった。また、ヘリウムガス圧が4.0$$sim$$5.3$$times$$10$$^{4}$$Paの範囲で、収量は極大を示した。フラーレン中のC$$_{60}$$の割合はいずれの炭素材料の場合でも約60$$sim$$70%で、ヘリウムガス圧や容器の大きさにも依存しなかった。

報告書

耐熱セラミックス複合材料の照射後試験データ集; 97M-13A照射後試験

馬場 信一; 石原 正博; 相沢 静男; 関野 甫

JAERI-Data/Code 2003-003, 394 Pages, 2003/03

JAERI-Data-Code-2003-003.pdf:13.63MB

高温工学試験研究炉(HTTR)を用いた高温工学に関する先端的基礎研究の研究テーマの一つである「耐熱セラミックス複合材料の照射損傷機構に関する研究」として、材料試験炉(JMTR)を用いて第1次から第3次までの照射試験を実施した。本報告は、その第1次照射後試験で得た照射誘起寸法変化,熱膨張率,X線回折及び$$gamma$$線スペクトルについてまとめたものである。

論文

Application of radiation-crosslinked Polytetrafluoroethylene to fiber-reinforced composite materials

大島 明博; 宇田川 昂; 森田 洋右

Radiation Physics and Chemistry, 60(4-5), p.467 - 471, 2001/03

 被引用回数:10 パーセンタイル:60.21(Chemistry, Physical)

連続した炭素繊維の織布を強化繊維として複合化したポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を高温(335$$^{circ}C$$)酸素不在下(アルゴンガス中)で電子線照射を行い、架橋させた。得られた繊維強化架橋PTFE複合材料の積層体は、従来の短繊維充填PTFE材(充填材5~20wt%)に比べ、曲げ強度などの機械特性は大幅に改善され、しかも摩擦摩耗特性については、PTFE樹脂単体の場合に比べ数千倍、架橋PTFE樹脂及び未架橋の短繊維充填材に比べ5倍改善された材料特性を示した。

論文

Radiation processing for carbon fiber-reinforced polytetrafluoroethylene composite materials

大島 明博; 宇田川 昂; 森田 洋右

Radiation Physics and Chemistry, 60(1-2), p.95 - 100, 2001/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:53.52(Chemistry, Physical)

本報告は、放射線プロセスによる炭素繊維強化ポリテトラフルオロエチレンの開発について述べたものである。連続した炭素繊維を強化繊維とし、ポリテトラフルオロエチレンが均一に分散した系で含浸させた後、350$$^{circ}C$$で焼成した一方向のプリフォームを準備した。用意したプリフォームをArガス中で高温電子線照射を行うことで、マトリクスを架橋させて、複合材料を得た。得られた材料の諸特性を評価した結果、曲げ強度370MPa、曲げ弾性率64GPa、耐放射線性12MGyの良好な値を示した。したがって、放射線環境下で使用可能な、フッ素系複合材料を開発できた。

論文

Application of radiation crosslinked polytetrafluoroethylene to fiber-reinforced composite materials

大島 明博; 宇田川 昂; 森田 洋右

Proceedings of International Symposium on Prospect for Application of Radiation towards the 21st Century, p.83 - 84, 2000/00

放射線架橋ポリテトラフルオロエチレン(RX-PTFE)を繊維強化複合材料の母材とする材料を試作し、その特性を評価した。基材繊維には、東レのT-300炭素繊維の平織りの織物を用いた。得られた炭素繊維強化RX-PTFEの三点曲げ強度ならびに弾性率は、それぞれ138MPa,28.4GPaであった。

論文

Radiation processing for PTFE composite reinforced with carbon fiber

大島 明博*; 宇田川 昂; 森田 洋右

Conference Proceeding RadTech Asia'99, p.507 - 512, 1999/08

テフロンの商品名で知られるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を繊維強化複合材料のマトリクスとするFRPの開発を行った。連続した炭素繊維を強化繊維として、PTFE分散媒で含浸した。その後、350$$^{circ}$$Cで焼成しプリフォームを作った。プリフォームをHeガス・340$$^{circ}$$Cで電子線照射し、複合材料を得た。得られた試料について曲げ試験を実施した結果、曲げ強度で350MPa、曲げ弾性率で55GPaの材料が得られた。PTFEの放射線架橋反応を利用することで、従来、製造することができなかったフッ素系のFRPが得られることが明らかになった。

論文

Sputtering yields of carbon based materials under high particle flux with low energy

中村 和幸; 長瀬 昭仁*; 大楽 正幸; 秋場 真人; 荒木 政則; 奥村 義和

Journal of Nuclear Materials, 220-222, p.890 - 894, 1995/00

 被引用回数:19 パーセンタイル:84.9(Materials Science, Multidisciplinary)

50~100eVのエネルギー領域において、従来よりも10倍程度高い粒子束を有するイオン照射装置を開発し、それを用いてJT-60U等の大型トカマク装置で使用されている炭素基盤材料のスパッタリング収率を測定した。照射イオン種は水素、重水素およびヘリウム、加速電圧は150~450V(50~150eVのエネルギーに相当)、粒子束は最大で10$$^{21}$$/m$$^{2}$$/sである。スパッタリング収率測定用試料は、一次元及び二次元の炭素せん維強化複合材、等方性黒鉛、再付着炭素層、ほう化炭素である。実験の結果、1.2$$times$$10$$^{24}$$/m$$^{2}$$までフルエンス依存性の見られないこと、50~150eVの範囲で穏やかなエネルギー依存性のあること、試料によって2倍程度のスパッタリング収率の違いがあること等が明らかとなった。

報告書

粒子-物質相互作用研究会1993報告書; 1994年3月8日$$sim$$9日、東海村

原子分子データ研究委員会

JAERI-Conf 94-004, 187 Pages, 1994/11

JAERI-Conf-94-004.pdf:7.1MB

原子分子データ研究委員会の平成5年度の粒子-物質相互作用研究会が、1994年3月8、9日の2日間原研東海研究所で開催された。この研究会は、核融合のための原子・分子データの収集と評価の立場から、種々のエネルギー粒子と物質との相互作用に関する研究の現状を把握し、問題点を明確にすることにより、今後のワーキンググループの活動に資することを目的として開催されたものである。研究会では17の講演が行われ、本報告書は、講演後に提出して頂いた16編のレポートをまとめたものである。主な内容は、ITERプラズマ対向材料、炭素材の照射損傷、金属中の水素の捕捉と再放出、重イオンと固体表面との相互作用に関するものである。

報告書

High-flux deuterium plasma exposure tests of actively-cooled divertor plate units in PISCES-B

田中 茂; 広岡 慶彦*; 荒木 政則; M.Khandagle*; 中村 和幸; 関 昌弘

JAERI-M 93-176, 17 Pages, 1993/09

JAERI-M-93-176.pdf:1.13MB

UCLA/PISCES-B装置において、原研にて製作した3種類の炭素系材料をアーマタイルとする強制冷却型ダイバータ板モデルへの定常高粒子束重水素プラズマ照射実験を世界で初めて行った。その結果、直径数10$$mu$$mの団子状炭素の集団が観察されるなど新たな現象が得られた。

報告書

Material and design considerations for the carbon armored ITER divertor

I.Smid*; 秋場 真人; 荒木 政則; 鈴木 哲; 佐藤 和義

JAERI-M 93-149, 200 Pages, 1993/07

JAERI-M-93-149.pdf:5.57MB

本報告は、ITERダイバータ板の有限要素解析を行う上で必要な物性データについて、最適なデータセットを種々の候補材料について評価するとともに、ダイバータ板の接合形状について有限要素解析を実施した結果をまとめたものである。特に、ヒートシンク材料のW-Cuは今回初めてITERダイバータ板への適用を提案した。有限要素解析は汎用コードABAQUSを用い、ろう付け時の残留応力およびプラズマ対向面に15MW/m$$^{2}$$の一様定常熱負荷が加わった時の熱応答と熱応力について解析を行った。また、解析に用いたダイバータ板の形状には異なる10種類の形状を採用するとともに、可能な材料の組み合せについても検討を行った。その結果、平板型のMFC-1とW-30Cu、MFC-1とDSCuの組み合せがITERダイバータ板の設計条件を満たす可能性があることを明らかにした。なお、本報告は平成3年10月より平成5年3月までNBI加熱研究室に在籍した原研リサーチフェローのIvica Smid氏の研究成果をまとめたものである。

報告書

Dynamic behaviors of fragments ejected from the surface of carbon materials by laser ablation

依田 修; 宮下 敦巳; 大柳 孝純*; 村上 浩一*

JAERI-M 92-173, 27 Pages, 1992/10

JAERI-M-92-173.pdf:1.22MB

レーザープラズマをX線源として用いた実験室規模時間分解X線吸収分光装置を作製した。この装置の使用主目的は、100eV~3keVのエネルギー範囲で、プロセス中の種々の物質のX線吸収微細構造を観測することである。金をターゲットに用いた時、300eV以下のエネルギー範囲で最も強いX線が発生し、パルス当り10$$^{16}$$光子の強度が得られた。分光器のエネルギー分解能は5$$times$$10$$^{-3}$$であった。炭素棒とC$$_{60}$$粉末を圧縮したペレットのレーザーアブレーションによって表面から飛び出したフラグメントの動的挙動を観測した。フラグメントの主成分はクラスター、中性原子及びイオンで速度は$$<$$1.4$$times$$10$$^{4}$$m/s(クラスター)及び$$>$$2$$times$$10$$^{4}$$m/s(原子、イオン)と評価された。弱いアブレーションではC$$_{60}$$分子がペレットから分解せずに飛び出す。XPSの結果から、ペレット表面の組織変化が示唆され、SEMの結果から、表面散乱模型で説明できる周期構造が見い出された。

論文

Surface erosion and re-emission behaviour of various types of carbon under helium-ion bombardment

西堂 雅博; 山田 禮司; 中村 和幸

Journal of Nuclear Materials, 102, p.97 - 118, 1981/00

 被引用回数:14 パーセンタイル:83.2(Materials Science, Multidisciplinary)

熱分解黒鉛、等方性黒鉛およびガラス状炭素の各炭素材料について、ヘリウムイオン衝撃による表面侵食の観察および、ヘリウム再放出挙動実験をおこなった。ヘリウムイオンのエネルギーは200keVである。熱分解黒鉛の場合、Basal面とEdge面の両方を使用した。また、それぞれの材料は、研磨した表面および研磨しない表面の2種類を用意して、表面形状効果を調べた。 熱分解黒鉛では、ヘリウムの再放出挙動と表面形状変化が非常に良く対応し、表面層のCrackや剥離に対応したヘリウムガスの破裂状の放出が観察された。一方、他の二つの炭素材料では、表面の破裂や剥離は発生しない。また、再放出曲線には、破裂状の異常放出はみられない。 表面侵食の程度および再放出挙動は、炭素材料の種類に依存するばかりでなく、その表面形状にも強く依存することが明らかとなった。

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