2022 Fiscal Year Research-status Report
ナノ力学にもとづく金属系水素分離膜の破壊現象解明と耐久性向上の検討
| Project/Area Number |
21K03764
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 分子動力学法 / 水素脆化 / 水素拡散 / 水素化物 / 転位 / ナノ力学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
水素社会の実現に向けて、水素を利用するための機器の開発が国内外で進められている。水素利用機器の安全性において、水素を吸収することにより材料の強度が低下する水素脆化は長年の課題である。本研究の目的は、水素化物に着目してPd合金の水素脆化メカニズムを明らかにすることである。その成果をもとに、脆化を抑制する方法としてナノ多結晶化を提案し、その有効性を検証する。
本年度は、ナノ多結晶Pd合金バルク材の水素脆化メカニズムを調べた。まずPd合金をナノ多結晶化したときの水素分布を調べた。水素濃度が0.5のとき、単結晶の場合は、スピノーダル分解により2相分離状態となるが、ナノ多結晶化することにより2相分離状態が解消されることが確認された。次にナノ多結晶化が水素脆化対策として有効か検証するために、水素を含むナノ多結晶バルク材の引張りシミュレーションを行った。水素濃度を0.1から0.6まで変化させた。得られた応力ひずみ線図から、いずれの水素濃度においてもナノ多結晶化により引張強度が向上することが示された。さらに、系内に生じる結晶欠陥を解析したところ、転位の生成や微小き裂の進展などナノスケールの変形、破壊現象が粒界を起点としていることがわかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画にしたがって研究を実施した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画にしたがって、Pd合金薄膜のナノインデンテーション試験を実施し、実用環境での機械的特性を評価する。
|
| Causes of Carryover |
ソフトウェア開発を中心とした研究を行ったため残金が生じた。本年度は研究を促進するために、私たちが所属する研究所が所有するクラウド型共用計算機システムの使用料に前年度の残金を活用する。
|
