2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study for manufacturing method of heat-resistant tungsten alloy applied as target material for high power accelerator
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19H01913
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
牧村 俊助 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 技師 (10391715)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
能登 裕之 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (50733739)
阪本 辰顕 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (80403848)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | タングステン材 / 耐熱 / 再結晶脆化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で開発を行う超耐熱高靭性タングステンは以下の４工程を経て、製造する。
原材料粉末の不純物を排除するために高純度化処理を行う。続いて、容器中に原料粉末とボールを封入し、振動させるメカニカルアロイング法によって機械的合金化・ナノサイズ化を行う。ナノサイズ化・合金化された粉末をHIP法などによって焼結する。最後に焼結体を高温中で低速で変形させる粒界すべり処理によって製造する。
現在、利用可能な設備によってTiCによる超耐熱高靭性タングステンの製造を行い、その評価を行った。不活性ガス融解法などによって不純物濃度を計測したが、製造過程によって、濃度にばらつきがあり、どの工程での混入が支配的なのかを調査する必要があることが明らかになった。
そのうち一つの工程で製造した試料5本の機械特性の評価では、全ての試料で室温で目標としている延性を示していることが分かった。これは、再結晶状態で延性を示しており、他のタングステン合金では達成できない成果であり、大きなマイルストーンの達成と言える。ただし、製造過程の中で不純物が混入し、その濃度が高いときには、性能が落ちることが判明した。電子顕微鏡SEMなどの観察によると主にタングステンの酸化物が観測され、酸化物が亀裂の始点になるとともに粒界強化の効果を喪失させていると推測することが出来た。
これらの成果は国際会議や国内学会での発表を行い、同時に論文等の執筆を進めている。
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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
現在の製造環境で試料を製造できることを確認し、目標とする性能が達成できることが明らかになったので。
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| Strategy for Future Research Activity |
不純物濃度の混入の原因を明らかにする必要があり、同時にTiC以外の遷移金属炭化物による粒界強化を目指す。
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Research Products
(7 results)
