2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a non-destructive method to study hydrogen behavior and hydrogen embrittlement resistance using muon spin relaxation spectroscopy
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18H01747
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
西村 克彦 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (70218189)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 健二 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (00209553)
赤丸 悟士 富山大学, 学術研究部理学系, 助教 (10420324)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アルミニウム合金 / 水素脆性 / ミュオンスピン緩和法 / 原子空孔 / ナノクラスタ / 組織観察 / 第一原理計算 / 組織観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属材料の水素脆性は広く知られたことだが、金属中水素原子の直接観察の困難さにより、水素原子の拡散や捕獲に関する実験的データは限定されている。一般に6000系アルミ合金は耐水素脆性に優れているが、純粋なAl-Mg-Si合金は耐水素脆性が相対的に低いことが知られている。Cuなどの添加元素が水素原子の拡散を抑制し、水素脆化を抑制していると考えられる。本研究では、近年実験精度が飛躍的に向上したミュオンスピン緩和法を応用し、種々のアルミ合金中の水素原子の捕獲位置と拡散挙動を解明し、水素脆性を抑制する工業的手法を探索することを目的とした。本研究では、アルミ合金に水素を注入するためにイオンガンを利用した装置を作製し、その性能検査および研究利用を試みた。合わせて、プラズマチャージ装置や放電加工機による水素注入試験も行い、性能を比較した。
アルミニウム合金に水素をインプラント（照射）するイオンガンおよびその周辺機器を設計・作製・性能試験を終了し、種々の条件で水素インプラントを試みて、水素脱離試験でインプラント水素濃度を評価した。ミュオンスピン緩和実験は、Al-0.2%Cuで実施し、顕著なミュオンスピン緩和率の増加を水素インプラント試料で観測した。これは、添加元素Cuが原子空孔と結合力が高いこと、さらに水素は原子空孔に捕獲されることから、理解できる。これらの実験結果は、国際会議等で公表している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
感染予防のため国内・国外の移動が制限され、採択された実験課題の実施が困難であった。また、計画されていた国際会議が延期となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験試料を研究施設の共同研究者に郵送して、実施可能な実験内容に変更する。延期された国際会議に再登録をする。
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