2007 Fiscal Year Annual Research Report
金属系水素分離膜のハイブリッドその場膜強度評価法の開発と固溶水素脆化機構の解明
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19560714
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| Research Institution | Oita National College of Technology |
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Principal Investigator |
松本 佳久 Oita National College of Technology, 機械工学科, 准教授 (40219522)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
湯川 宏 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50293676)
南部 智憲 鈴鹿工業高等専門学校, 材料工学科, 講師 (10270274)
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| Keywords | 水素 / 金属物性 / 燃料電池 / 物性実験 / 構造・機能材料 / 水素透過 / 水素脆化 / 小型パンチ試験 |
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| Research Abstract |
本研究は金属系水素分離膜の水素脆化ハイブリッドその場膜強度評価法を確立し,固溶水素濃度と水素脆化との関係を調べ,脆化機構を解明することを目指したものである。平成19年度は「(1)水素環境中あるいは水素を透過させながら金属膜の破壊試験を行うことが出来るin-situ小型パンチ試験装置に水素選択透過性試験装置を組み込んだハイブリッド評価システムを設計・製作し,(2)5族金属の水素脆化その場測定により,耐水素脆化に対する限界固溶水素濃度を系統的に求める」ことを目標として研究を展開した。得られた知見を以下に要約する。
1.水素分離膜ハイブリッド膜強度評価システム設計として,水素脆化その場測定に適した配管システムおよび膜破壊検出機能の概念設計を行った。本システムでは高温での水素環境中および水素透過中に動的あるいは静的にその場破壊試験を行うことを目的としており,所望の環境試験に資する設計が完了した。
2.静的な膜破壊検出機能の付加を目指して,既存のガスクロマトグラフへのメタナイザー触媒,水素炎イオン化検出器(FID)の組込みを行い,水素ガス中の微量不純物ガス成分の分離・検出が可能となった。さらにマスフローメーターをin-situ小型パンチ試験配管システム内に組込むことで,流束から水素透過能が直接評価可能となった
3.水素透過膜材料のPCT曲線に基づいた固溶水素濃度と変形・破壊形態との関係を求め,耐水素脆性についての限界固溶水素濃度を定量的に評価する手法を確立した。そして573〜723Kの温度範囲における純ニオブ水素透過膜の固溶水素濃度とSP吸収エネルギーの関係を調べたところ,H/Nbが約0.25を超えると同エネルギー値は急激に低下しており,膜試料の温度や加工履歴,結晶粒サイズに殆ど依存しない耐水素脆性に対する限界固溶水素濃度が存在していることを明らかにした。
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[Presentation] Nb-Ru合金の耐水素脆性と水素透過能2008
Author(s)
渡邉直, 深谷容明, 斉藤良裕, 張国興, 湯川宏, 森永正彦, 南部智憲, 佐藤翔平, 森迫和宣, 都甲紘千, 松本佳久
Organizer
日本金属学会2008年春期(第142回)大会講演概要(S7・36)
Place of Presentation
武蔵工業大学世田谷キャンパス
Year and Date
2008-03-27
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[Presentation] Hydrogen Solubility and Resistance to Hydrogen Embrittlement of Nb-Pd Based Alloys for Hydrogen Permeable Membrane2007
Author(s)
N. Watanabe, G. Zhang, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Nambu, K. Shimizu, S. Sato, K. Morisako, Y. Matsumoto. I. Yasuda
Organizer
Proceedhlgs of the Sixth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM-6)
Place of Presentation
ICC Jeju, Jeju Island, Korea
Year and Date
2007-11-07
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[Book] Advanced Materials Research, Trans Tech Publications Inc. Uetikon-Zurich, Switzerland, ISBN: 0-87849-463-42007
Author(s)
N. Watanabe, G. Zhang, H. Yukawa, M. Morinaga, T. Nambu, K. Shimizu, S. Sato, K. Morisako, Y. Matsumoto, I. Yasuda
Total Pages
873-876
Publisher
Hydrogen solubility and resistance to hydrogen embrittlement of Nb-Pd based alloys for hydrogen permeable membrane
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