2020 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding for mechanism of hydrogen embrittlement using a scanning blue-laser-enhanced electrochemical microscope for hydrogen detection
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18K04784
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
春名 匠 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (70243186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣畑 洋平 関西大学, 化学生命工学部, 助教 (00761264) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 水素検出用走査型レーザー電解顕微鏡 / 水素脆化 / 局在水素 / 水素検出 / 高強度鋼 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高強度化された鉄鋼材料は，供用中に起こる腐食に伴う微量の水素の侵入によって，局部的に破壊する水素脆化を起こす懸念がある．しかし，水素脆化に関係する水素の材料内での存在位置については必ずしも明確にはなっていない．そこで本研究では，湿潤状態に設置された鉄鋼材料にマイクロメートルのスケールで局在化し，移動する水素の二次元分布をin-situに検出する半導体ブルーレーザー型局部水素検出用走査型レーザー電解顕微鏡(H-SBLEEM)を開発する．さらに，高強度鉄鋼材料中の水素移動経路とその移動速度，ならびに局所的な水素脆化発生臨界水素濃度を定量的に測定することにより，湿潤環境中で高強度鉄鋼材料に発生する水素脆化機構の解明に取り組む．
平成30年度は，H-SBLEEMならびに小型電気化学的水素透過試験用反応槽を作製した．また，このシステムにおいて，水素検出面まで透過した水素の酸化電流とその水素検出面へのブルーレーザー光の照射による応答電流との間に正の相関を示すことを確認し，局所的な水素移動位置を検出することが可能であることを実証した．
令和1年度は，当該レーザー照射による応答電流の検出感度を向上させることに取り組み，通常水素検出面に被覆するNiメッキを行わない場合に応答電流の検出感度が向上することを見出した．また，この顕微鏡の反応槽設置台にX-Yステージを導入することによって，試料に照射するレーザー光の二次元走査を可能にした．さらに，このレーザー光走査機能を利用して，このレーザー光の水素検出に対する有効照射直径を約0.03 mmと推定した．
令和2年度は，粒径が約0.5 mmの粗大結晶粒を有する純鉄に電気化学的水素透過試験を行い，その水素検出面の粒界近傍にH-SBLEEMを適用した，その結果，透過水素が粒内では検出されたが，粒界ではほとんど検出されないことを明らかにした．
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Research Products
(6 results)
