2019 Fiscal Year Annual Research Report
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17H03435
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
今宿 晋 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40606620)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | カソードルミネッセンス / 耐熱合金 / スケール / アルミナ / シリカ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、耐熱合金の酸化スケール(被膜)の種類、表面形状および厚さをCL法によって測定する手法を確立した。耐熱合金において耐酸化性に劣る被膜の形成は、割れ(応力腐食)や破壊(疲労破壊)の原因となる。そのため、酸化スケールの種類、表面形状および厚さの測定は、発電所や化学プラントにおける重大な事故を未然に防ぐために必要な測定である。
Fe-AlおよびFe-Al-Cr合金を大気中1000℃で熱処理をして合金表面にアルミナスケールを形成させ、スケール表面をCL分析したところ、不純物として含まれるCr3+に帰属される695nmのピークを確認し、CL像を撮影すると赤色の発光が検出された。亀裂やスケールが剥離した部分は発光しなかったので、CL像を撮影することでアルミナスケールの表面形状を観察できることが分かった。また、合金表面に形成されたFeOやFe2O3などの酸化被膜はCL分析では発光は確認されなかった。この結果から、合金表面に形成されるアルミナスケールは発光色(赤色)から識別できることがわかった。さらに、685nmのピーク強度はアルミナスケールの厚さ(100-1100nmまで)と線形関係があったので、このピーク強度からアルミナスケールの厚さを推定できることがわかった。したがって、CL法を用いれば、断面観察をしなくても、表面からの情報だけでアルミナスケールの識別、表面形状観察および厚さ測定が非破壊で行える。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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