2018 Fiscal Year Research-status Report
ナノ組織を有する機能材料の水素脆化メカニズム解明とその抑制方法の開発
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18K03862
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
西村 憲治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20357718)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 分子動力学法 / 水素脆化 / 水素拡散 / 転位 / 水素化物 / ナノ多結晶 / 相分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、Pd系金属材料の水素脆化メカニズムを解明するために、単結晶バルク材の一軸引張り解析を行った。この解析により、水素化物が引張り強度におよぼす影響が明らかになった。Pdの引張り強度におよぼす水素濃度の影響を調べるために、水素濃度が0.02(α相)、0.5(α相とβ相の2相共存状態)および0.8(β相)の3つの系に対して一軸引張りを負荷した。得られた応力ひずみ線図より、引張り強度は水素濃度が0.5のとき最小、つぎに0.8のとき、0.02のとき最大となった。水素濃度が0.5のときは、初期状態で2相界面に転位が存在し、負荷ひずみの増加にともなって転位の増殖が確認された。転位密度はひずみの増加にともなって単調に増加した。よって、界面転位を起点とした変形により、引張り強度が低下したと考えられる。水素濃度が0.8のときは、水素が存在しない格子間サイトが格子欠陥のような働きをして、引張り強度の低下をもたらしたと推察される。水素濃度が0.02のときは、水素の影響はほとんど見られず、完全結晶と同程度の引張り強度となった。今後の課題として、転位運動におよぼす水素拡散の影響を明らかにする必要がある。さらに、モデル材料を用いて薄膜のナノインデンテーション解析を行った。この計算により、次年度以降に実施予定のナノインデンテーション解析の計算条件を決定した。本研究で購入した計算機の計算性能も評価できた。これらの結果は今後の研究を進める上で重要な基礎的データになると考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画の通り、解析を実施するための計算機を購入し、解析プログラムの導入および単結晶バルク材の一軸引張り解析を行った。おおむね計画通りの進捗状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、ナノ多結晶バルク材の一軸引張り解析および薄膜のナノインデンテーション解析を行う予定である。ひずみの負荷条件などの計算条件は、今年度に実施した解析で決定したものを用いる。これらの解析に基づいて、ナノ組織制御がPd系金属材料の水素脆化対策に有効か検証する。
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| Causes of Carryover |
本年度に導入した計算機が想定より安価に購入できたため。予算に余裕ができたため、次年度は学会発表および論文発表を予定よりも増やす計画である。
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