• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2007 Fiscal Year Annual Research Report

耐水素脆化性に優れた複相型水素透過合金の設計と組織制御

Research Project

Project/Area Number 18206072
Research InstitutionKitami Institute of Technology

Principal Investigator

青木 清  Kitami Institute of Technology, 工学部, 教授 (70124542)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石川 和宏  北見工業大学, 工学部, 准教授 (10312448)
Keywords水素透過 / 組織制御 / 耐水素脆化性 / 加工性 / 固溶係数 / 拡散係数 / ジーベルツ則
Research Abstract

水素透過合金には、(1)高い水素透過性、(2)耐水素脆化性および(3)高い加工性の両立が求められている。本研究室で見出したNb40Ti30Ni30合金は、良好な耐水素脆化性と加工性を有しているが、実用上水素透過度が不十分である。そこで、TiとNiの比率を変えた合金で上記(1)〜(3)が満足できるかについて調べた。鋳造状態では、合金の水素透過度および加工性はTi/Ni比が1.14のときに最大となることが分かった。ところが、1173Kで熱処理すると、Ti/Ni比が低い合金では透過度の改善は観察されなかったが、Ti/Ni比が高い領域では透過度が改善した。熱処理とともに水素透過を担う(Nb, Ti)相の体積率が増加するためである。ところが、Ti/Ni比を高くすると、耐水素脆化性が顕著となり水素透過度の測定が不可能になる。従って、選定可能なTi/Ni比には上限があり、1.5程度が適切と考えられる。
合金を透過する水素の流束は、合金の水素透過度および膜前後の圧力の平方根の差に比例し、膜厚に反比例する、水素透過度は拡散係数と固溶係数の積であると言われている。また、ただし、合金の水素吸蔵量が圧力の平方根に比例することが前提になっている。Nb20Ti40Ni40合金の水素吸蔵量をPCT装置を用いて調べたところ、673K、0.1MPaの条件で0.6wt%程度の水素を吸蔵することが分かった。また、解析の結果、水素圧が0.1-0.4MPaの範囲では、水素吸蔵量が圧力の平方根に比例すること、水素の透過に関与しない水素を0.6wt%吸蔵していることがわかった。また、本合金は純Pdと比較して固溶係数が高く拡散係数が低いことが分かった。以上より、Nb-TiNi合金の特性改善には、透過に関与しない水素を低減すること、水素の拡散が容易な組織を作製することであると考えられる。

  • Research Products

    (14 results)

All 2008 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Microstructures and hydrogen permeability of directionally solidified Nb-Ni-Ti alloys with the Nb-NiTi eutectic microstructure2008

    • Author(s)
      K. Kishida, Y. Yamaguchi, K. Tanaka, H. Inui, S. Tokui, K. Ishiakwa and K. Aoki
    • Journal Title

      Intermetallics 16

      Pages: 88-95

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] パラジウム代替の水素透過合金の開発戦略2007

    • Author(s)
      石川和宏、青木清
    • Journal Title

      日本金属学会誌 10

      Pages: 845-849

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nb-TiNi水素合金の圧延-熱処理による組織制御2008

    • Author(s)
      石川和宏、徳井翔、青木清
    • Organizer
      日本金属学会春期講演大会
    • Place of Presentation
      武蔵工業大学
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] Effect of the Forth Elements on Hydrogen Permeability of Nb_<40>Ti_<30>Ni_<30> alloys2008

    • Author(s)
      H. X. Tang, K. Ishikawa and K. Aoki
    • Organizer
      日本金属学会春期講演大会
    • Place of Presentation
      日本金属学会春期講演大会
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] Nb-TiNi合金の微細組織と水素透過特性に及ぼすTi/Ni比と熱処理の効果2008

    • Author(s)
      加藤哲也、石川和宏、青木清
    • Organizer
      日本金属学会春期講演大会
    • Place of Presentation
      武蔵工業大学
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] Nb-TiCo合金の水素透過度の複合則に基づく解析と水素透過特性改善の可能性2007

    • Author(s)
      羅偉民、石川和宏、青木清
    • Organizer
      材料における水素有効利用研究会
    • Place of Presentation
      屋久島いわさきホテル
    • Year and Date
      20071200
  • [Presentation] Nb-TiNi合金の微細組織の異方化による水素透過性の向上2007

    • Author(s)
      石川和宏、徳井翔、青木清
    • Organizer
      材料における水素有効利用研究会
    • Place of Presentation
      屋久島いわさきホテル
    • Year and Date
      20071200
  • [Presentation] Effect of Ti/Ni Ratio on Microstructure and Hydrogen Permeability of Nb-TiNi Alloys2007

    • Author(s)
      T. Kato, K. Ishikawa and K. Aoki
    • Organizer
      The 6th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • Place of Presentation
      Juju, Korea
    • Year and Date
      20071100
  • [Presentation] Microstructural Change in the Multi-Phase Nb_<40>Ti_<30>Co_<30> Alloy by Rolling-Annealing Techniques and Its Hydrogen Permeability2007

    • Author(s)
      T. Kato, K. Ishikawa and K. Aoki
    • Organizer
      2007 MRS Fall Meetings
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      20071100
  • [Presentation] Hydrogen Permeation in Nb-TiNi Alloy with Anisotropic Microstructures2007

    • Author(s)
      K. Ishikawa, S. Tokui and K. Aoki
    • Organizer
      2007 MRS Fall Meetings
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      20071100
  • [Presentation] 金属-金属間化合物系の水素透過合金2007

    • Author(s)
      石川和宏、青木清
    • Organizer
      日本金属学会秋期講演大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] Effect of Additional Elements on Hydrogen Permeability and Ductility of Nb_<40>Ti_<18>Zr_<12>Ni_<30> Alloy2007

    • Author(s)
      湯会香、石川和宏、青木清
    • Organizer
      日本金属学会秋期講演大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] Nb_<40>Ti_<34>Ni_<26-X>Co_X合金の微細組織と水素透過特性2007

    • Author(s)
      加藤哲也、石川和宏、青木清
    • Organizer
      日本金属学会秋期講演大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] 水素分離・精製用の非Pd基水素透過合金2007

    • Author(s)
      青木清
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会両北海道支部合同夏季講演大会
    • Place of Presentation
      室蘭工業大学
    • Year and Date
      20070700

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi