2016 Fiscal Year Annual Research Report
Basic study on the modification of vacuum plasma sprayed tungsten coating by friction stir processing
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26289360
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
谷川 博康 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, その他部局等, その他 (50354668)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小沢 和巳 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, その他部局等, 研究員 (80613330)
渡邊 誠 国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (00391219)
黒田 聖治 国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (50354220)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 粉末床溶融結合法 / 繰り返し熱負荷試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タングステン（W）成膜手法の検討においては、三次元積層造形法の一つで、レーザによる高精度な溶融制御により、溶射と比較してより組織制御を精密に行いやすく入熱を最小限にできる粉末床溶融結合法の適用性を評価した。出力95 W，レーザスポット径0.05mmのYb:YAGファイバーレーザを使用し、酸化防止のためにAr 雰囲気中にて造形を行った。1層あたりの積層厚さを0.010、0.015、0.020、0.025mmと変化させ、積層厚さのコーティング組織への影響を調べた結果、一般的に気孔率が高いものの、積層厚さが小さくなりレーザ照射のエネルギー密度が上がるほど、より相対的に緻密になっていくW皮膜の形成に成功した。またこの結果から、緻密化を図るのであれば、エネルギー密度の向上が必要であることが示唆された。
摩擦撹拌処理（FSP）強化されたW皮膜の健全性評価においては、0.5mm厚さのFSP強化真空プラズマ溶射（VPS）W皮膜を厚さ15mmの低放射化フェライト鋼F82H上に形成し、冷却配管を配して熱負荷試験体を製作し、10秒間のビーム照射でタングステン表面が550℃になるように条件を調整した電子ビーム熱負荷試験装置にて最大1,000回の繰り返し熱負荷試験を実施した。その結果、熱負荷中には表面には有意な温度上昇は計測されず、また表面剥離や大きなき裂発生等は観察されなかった。即ち、FSP強化されたVPS-W皮膜が良好な接合性および耐繰り返し熱負荷性能を有することを示す結果が得られた。
また、FPS強化VPS-W皮膜と基盤材F82Hの界面から収束イオンビーム加工装置により薄膜試料を作成して透過電子顕微鏡観察を実施したところ、300nm程度の厚さの微細な組織混合領域が観察されたが、空隙等は観察されず健全な接合面を形成している様子が確認された。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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