2023 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis on the sites of existence and paths of migration for hydrogen in metallic materials for structural use by means of some visualization techniques
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20K05128
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
伊藤 吾朗 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 特命研究員 (80158758)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 純也 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 講師 (20735104)
倉本 繁 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (10292773)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 水素 / 可視化 / トリチウムオートラジオグラフィ / 純鉄 / 塑性変形 / 水素誘起欠陥 / 粒界 / 変形帯 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複数の可視化法として、水素マイクロプリント（HMPT）法、トリチウムオートラジオグラフィ（TARG）法、透過反跳粒子検出（ERDA）法の3種類を利用して、金属材料の水素脆化に関わる 水素の挙動を捉えようとしたが、透過ERDA法については、マシンタイムが確保できず、研究を進めることができなかった。主に純鉄について、HMPTおよびTARG、両者を併用することにより、本研究で得られた結果と従来唱えられている水素脆化機構との整合性を考察した。水素チャージしながら20%の塑性ひずみを与えた試料において、HMPTにより、変形後室温に放置すると、主に結晶粒界から、一部粒内から水素が放出されることが示された。一方TARGにより、上述のように水素チャージしながら塑性変形させた試料について、一旦脱水素した後にトリチウムチャージすると、変形帯や結晶粒界に水素（トリチウム）が再度トラップされる現象が観察された。 一方水素チャージせずに20%のひずみのみを与えた試片では、トリチウムの存在を示す銀粒子は観察されなかった。さらに、今回の試験片を水素チャージしながら破断まで引張変形させた後の破面には、粒界破面や擬へき開破面が観察された。これらの結果は、水素チャージしながら変形すると、変形帯や粒界近傍において転位の切り合いなどにより、水素と塑性変形に起因する格子欠陥が形成され、この格子欠陥が脱水素後も安定に存在し、水素脆化を引き起こすという水素助長ひずみ誘起空孔説を支持するものとなった。
トリチウムを扱える富山大学水素同位体科学研究センターの改修工事やCOVID-19のパンデミック等のため、1年延長を認めていただいたが、そのおかげで上記内容をまとめた英語論文の投稿することができ、掲載に至った。
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