2015 Fiscal Year Annual Research Report
多結晶効果の高効率・高精度解明を実現するコンビナトリアル型照射損傷研究の新提案
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26289361
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
鎌田 康寛 岩手大学, 工学部, 教授 (00294025)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 英雄 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90212323)
大島 永康 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (00391889)
小林 悟 岩手大学, 工学部, 准教授 (30396410)
村上 武 岩手大学, 工学部, その他 (60466513)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 原子力エネルギー / 金属物性 / エピタキシャル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、軽水炉や核融合炉などの中性子照射環境下で使用される機器構造材料の劣化現象を電磁特性変化に着目して非破壊に評価する技術の開発を目指しており、実用構造材料が多結晶であることを念頭において効率的に研究を進める研究提案である。
初年度に、in-situ構造評価装置と超高真空イオンポンプを導入して強化したコンビナトリアル型成膜装置（岩手大）に、今年度新たに高温蒸着源を設置して成膜設計の自由度を挙げた。それらの装置を用いて、エピタキシャル薄膜の作製法の最適化を行った。初年度に見出したFeおよびFe-20Cr二元合金薄膜の(001)と(221）エピ成長の様子を原子間力顕微鏡で調べた結果、室温成膜と成膜後の高温焼鈍を実施することが有効であることがわかった。
同時に比較実験として、Fe-Cr多結晶バルク合金の熱時効材の二相分離に及ぼす予変形の効果を調べその挙動を明らかにした。磁気ヒステリシスおよび硬度のマクロ特性評価に加えて、試料からFIBを用いて小片を切り出し、TEM-EDSおよびアトムプローブによる局所構造評価を実施した。その結果、予変形による二相分離の促進効果を見出した。この現象は、バルクの実用Cr鋼が二元合金に比べて初期転位密度が高いことを考えると、重要な知見と言える。
照射温度が290℃で、照射量を系統的に変えて中性子照射したFe-xCr多結晶バルク合金（x=5,10,15,20%）の照射後試験の一部をホットラボで実施し、各試料の硬度の照射量依存性を明らかにした。
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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
本年度は、熱時効による照射模擬実験で進展がありそちらを重視したため、系統的な重イオン照射実験を実施できなかった。最終年度に集中的に実施することで対応可能と考えられ、全体として順調に進んでいると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
強化した成膜装置を用いて、系統的に薄膜試料を作成して、重イオン照射を実施する。またベルギーBR2炉により中性子照射した試料とあわせて、照射前後での電磁特性の変化を調べ、多結晶材の各種物理特性に与える照射効果を明らかにし、総括する。
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| Causes of Carryover |
最終年度に重イオン照射実験を集中的に実施するため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
重イオン照射で使用する試料作製実験と照射実験で必要となる消耗品の購入に主にあてる。
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