| 研究概要 |
主としてNi_3(Si,Ti)、Co_3Ti,Ni_3Al等のLI_2型金属間化合物について、大気中の水分の分解により浸透した水素に起因する金属間化合物の脆化現象における結晶粒界、転位 空孔等の結晶欠陥および微量不純物、溶質原子、化学量論組成の影響とその機構について研究を行った。
結晶粒界は水素の輸送経路ならびに凝集サイトとして働き、かつここでの結合強度が水素の存在により低下するために脆化が増長されること、一方転位や原子空孔は水素のトラップサイトとして作用するために、かえって、水素脆化を抑制する働きを有していること等を明らかにした。これらの成果に基づき、前変形処理やショットピーニング処理をすることによりこれらの金属間化合物の環境脆化を著しく低減させ得ること等の実用的成果を得ることができた。一方、BやC等の微量不純物元素添加によりNi_3(Si,Ti)やNi_3Al等の環境脆化が抑制されることを観察した。その機構として、これら微量元素が結晶粒界に高濃度に偏析することにより、環境から浸透する水素原子の輸送の妨害、あるいは結晶粒界でのサイトの競合により発現していることを提案した。さらにまた、環境脆化が多くの合金元素や化学量論組成に依存することを観察した。いくつかの合金元素が環境脆化を抑制することを見い出し、水素の速度論と破壊機構論に基づいてその抑制機構の検討を行った。一方では、材料表面に皮膜を付与し適切な組成と構造にすることにより環境脆化が低減させ得ることを見出した。
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