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Sun, Y.*; 阿部 雄太; 牟田 浩明*; 大石 佑治*
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(8), p.917 - 925, 2020/08
被引用回数：4 パーセンタイル：51.58(Nuclear Science & Technology)After the core meltdown in the Fukushima Daiichi (1F) nuclear power plant, various compounds in metal boride systems could potentially form as a result of the reactions between B
C (control material) and Fe, Zr alloys (control-blade sheaths, zircaloy claddings, channel box, etc.). Some previous studies have focused on the properties of intermetallic compounds of the Zr-B and Fe-B systems, such as ZrB
, FeB, and FeB. However, during the solidification of fuel debris, composites of these intermetallics rather than large chunks of single-phase intermetallics will form. This situation makes the understanding of the composition dependence of the mechanical and thermal properties of these metal borides a major task before debris retrieval takes place. In this study, we first investigated the temperature-dependent thermal conductivity of Fe-B and Zr-B eutectics from room temperature up to 900 
C. We were then able to evaluate the composition-dependent indentation hardness of these metal borides at room temperature. Based on our experimental data, we concluded that the hardness and thermal conductivity of the Fe-B, Zr-B composites can be well estimated using the properties of the composites' corresponding components, with Rule of Mixtures and Effective Medium Theory (EMT) calculations, respectively.
柴田 大受; 石原 正博; 高橋 常夫*; 本橋 嘉信*; 林 君夫
JAERI-Research 2001-024, 24 Pages, 2001/03
JAERI-Research-2001-024.pdf:6.25MB
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一環として、超塑性セラミックス材料に関する高温照射試験研究が計画されている。本報告書では、代表的な超塑性セラミックスである正方晶ジルコニア多結晶体(TZP)について、超塑性加工後の試料の変形量と硬さ及びヤング率との関係を微小押し込み試験により評価した。さらに、結晶状態のSEM観察結果から、超塑性変形による微細組織の変化と機械期特性との関連について考案し、以下の結果を得た。(1)硬さ及びヤング率は超塑性変形量の増加に伴い低下し、今回の実験条件では、変形量30%で約1/2に、変形量150%で約1/4になった。(2)超塑性変形量の増加に伴い結晶粒が大きくなり、寸法にばらつきが生じた。(3)結晶粒径の増加が、超塑性変形に伴う硬さ及びヤング率の低下の一因と考えられることを解析的に示した。
柴田 大受; 石原 正博; 高橋 常夫*; 本橋 嘉信*
Proceedings of Asian Pacific Conference on Fracture and Strength '01(APCFS '01) and International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics '01 (ATEM '01), p.894 - 898, 2001/00
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一環として、超塑性セラミックス材料に関する高温照射試験研究が計画されている。まず非照射状態での特性を調べるため、3mol%のイットリアで安定化した正方晶ジルコニア多結晶体(3Y-TZP)について、超塑性変形に伴う微小領域の動的硬さ及びヤング率の変化を微小押し込み試験により評価した。また、結晶状態の変化をSEMにより観察した。その結果、超塑性変形による平均結晶粒径の増加に伴い、微小領域の動的硬さ及びヤング率が低下することを明らかにした。この低下の原因を確率論的手法により検討し、結晶の相状態の変化が動的硬さの低下の重要な因子であり、またヤング率の低下には変形に伴うキャビティ生成が重要な因子であることを示した。
金成 守康*; 田中 紘一*; 馬場 信一; 衛藤 基邦
Carbon, 35(10-11), p.1429 - 1437, 1997/00
被引用回数：38 パーセンタイル：81.24(Chemistry, Physical)原子力用炭素複合材料のナノインデンテーション試験を炭素繊維軸に平行及び垂直方向の断面について実施した。比較材として等方性黒鉛を用いた。これらの材料は第1回目の荷重後、大きな弾性回復を示し、その後の荷重サイクルで非弾性ヒステリシスを示した。平均押込み圧力のデータ点をワイブル統計によって解析すると、二つのグループに分けることができた。より大きな平均圧力は繊維に、より小さなそれはマトリクスに起因すると考えられる。平均圧力Pmの荷重P依存性は、複合材料ではPの増加とともにPmの減少、黒鉛では逆の傾向が見られた。黒鉛及び複合材料の繊維とマトリクス各々のヤング率を除荷曲線のスティフネスから計算し、各々、10.7、6.71、1.97GPaという値を得た。黒鉛と繊維についての値は各々バルクの黒鉛と複合材料のヤング率の値と一致した。
石原 正博; 奥 達雄*
日本機械学会論文集,A, 62(602), p.2305 - 2309, 1996/00
高温工学試験研究炉の黒鉛構造物には、原子炉の運転とともに中性子照射による寸法収縮変形およびクリープ変形により残留ひずみが蓄積される。したがって、原子炉の安全運転の観点から、黒鉛構造物中に蓄積される残留ひずみの程度を非破壊的に計測する必要がある。一方、黒鉛の応力・ひずみ曲線が非線形性を示すことから、残留ひずみの蓄積により材料の変形特性が異なることが予想される。そこで、種々の引張模擬残留ひずみを発生させた試験片表面に微小硬度計によりダイヤモンド圧子を押し込み、連続的に押し込み荷重と深さを計測した。その結果、残留ひずみの増加により圧子の押し込み深さが増加し、変形抵抗の減少が認められるとともに、微小硬さが減少した。したがって、黒鉛構造物の残留ひずみ計測法として、微小硬度計を用いて硬さ分布を測定することにより、残留ひずみが非破壊的に検知可能であることがわかった。
酒井 知紀*; 涌井 隆; 斎藤 滋; 二川 正敏; 森 孝太郎*
no journal, ,
高放射線環境下で使用される機器において、材料の照射損傷が機器の寿命を決定する因子の1つであり、照射損傷を把握することは極めて重要である。照射損傷を模擬する方法として、イオン照射が行われているが、損傷領域は表層部に限られ、さらに傾斜的な損傷分布を有している。そこで、イオン照射試験片の照射領域及び非照射領域に対して、ベルコビッチ圧子を用いた微小押込み試験を行い、押込み荷重-深さ曲線から微小硬さを評価した。微小硬さは、イオン照射により高くなる。水素イオン及びヘリウムイオンを追加した場合、微小硬さはさらに高くなる傾向を示す。一方、照射温度の上昇により、硬さは低くなることが分かった。
酒井 知紀*; 涌井 隆; 斎藤 滋; 二川 正敏; 森 孝太郎*
no journal, ,
照射損傷は、高放射線環境下で使用される機器の寿命を決定する1つの因子であり、照射損傷を理解することは極めて重要である。照射損傷を模擬する方法としてイオン照射が行われているが、照射領域は極表層に限定され、傾斜的な損傷分布を有している。そこで、機械的特性を調べる方法として微小押込み試験技術を適用し、照射領域及び非照射領域の硬さを調べた。照射による硬度の上昇を確認すると共に、軽イオンの追加による硬度上昇も確認された。一方、照射温度の上昇により、硬度の上昇量が抑制されることが分かった。
