2013 Fiscal Year Annual Research Report
水素と損傷の同時可視化モニタリングによる水素エネルギー関連材料の脆化機構解明
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23360307
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
堀川 敬太郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50314836)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 秀敏 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10205479)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 水素 / 可視化 / 質量分析 / 損傷 / 破壊 / 水素脆化 |
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| Research Abstract |
燃料電池自動車用水素貯蔵容器のライナー材の候補とされている6061-T6, 7075-T6アルミニウム合金および水素輸送配管材料であるSCM440鋼，およびと比較のための極低炭素鋼を対象として，引張き裂進展の際の水素放出を調査した。材料試験前に環境水素の導入を識別するために，予め重水を含む溶液中で陰極電解チャージ法で水素を導入した。引張試験は質量分析計つき超高真空材料試験装置に改良を加え実施した。水素脆化感受性の高い7075-T6合金の場合，水素を導入した材料では，試験片表面から粒界を伝播して水素が放出される挙動と粒内をき裂が伝播する際の水素放出挙動では明確に違いがあることが見出された。水素の導入で生じる粒界き裂の伝播速度は粒内き裂の伝播速度よりも遅いこと，水素が粒界から放出されている事実を実験的に初めて明らかにすることに成功した。また7075-T6合金は，6061-T6合金よりも引張き裂進展時の水素放出が顕著となることも明らかになった。SCM440鋼においても塑性変形の開始時に大きな水素放出が見られ，材料強度に依存した破断時の水素放出の変化も観察された。また水素マイクロプリント（HMT）法を適用した結果，いずれの合金ともひずみ速度によらず，表面に分布する晶出物や介在物と母相との界面部は水素の集積サイトとなっており，6061-T6合金においてはAlFeSi相，7075-T6合金においてはAl7Cu2Fe相の周辺，SCM440鋼においてはAl2O3相の周辺に集積していることが明らかになった。また連続的なHMT実験によって、同一試験片で変形の段階に応じて水素放出サイトが変化する様子が明確になった。材料内部での変形中の水素トラップ状態（晶出相，介在物）の違いが，合金間の水素脆化感受性の違いに強く影響しているものと結論づけられた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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