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分子軌道計算に基づいて評価したニッケル基合金の高温腐食特性

研究課題

研究課題/領域番号 08650815
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関名古屋大学

研究代表者

村田 純教  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (10144213)

研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1997年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1996年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードニッケル基合金 / 高温腐食性 / 分子軌道計算 / 高温耐食性
研究概要

ニッケル基超合金の高温腐食特性の基本的な理解と、耐高温腐食性の目安となる基本的なパラメータを得る目的で、仮想的な合金クラスターを用いてDV-Xα分子軌道計算を行うとともに、NaClとNa_2SO_4それぞれの溶融塩を用いた実証実験を行った。計算に用いたクラスターは、塩素に対する合金効果を調べるために用いたNaClを乗せたニッケル合金クラスター、およびSO_4に対する合金元素の効果を調べるために用いたイオウ(S)と酸素(O)の化合物を付着させたニッケル合金クラスターである。それぞれのクラスターにおいて、ニッケル合金中の一つのニッケル(Ni)を3d,4d,5d遷移金属元素(M)と置換して合金効果を調べた。その結果、以下のことが示唆された。
(1)遷移金属元素MとNiとの結合次数Bo(M-Ni)と、Mと塩素との結合次数Bo(M-Cl)との比、Bo(M-Cl)/Bo(Ni-M)を採った結果、塩素に対して有効な合金元素は鉄、コバルト、銅であることが示唆された。この結果は、酸素ポテンシャルの低いアルゴン雰囲気中で行ったNaCl溶融塩に対するニッケル基合金の腐食実験の結果とよく一致していた。
(2)酸素とイオウを含むクラスターを用いた計算から、イオウが酸素と強く相互作用する結果、遷移金属を含むニッケル酸化物の安定性が変化し、結果としてニッケル合金の耐食性に影響するものと考えられた。この観点から、SO_4に対する有効合金元素はMo、Reであることが示唆された。
(3)NaCl溶融塩の実験結果、塩素に対する腐食挙動は酸素ポテンシャルに大きく影響されることがわかった。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] 村田 純教、森永 正彦: "分子軌道法に基づく耐高温腐食と高温強度に優れたNi基単結晶超合金の設計" 材料とプロセス. 9巻6号. 1202-1205 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村田 純教: "耐高温腐食に優れた高強度超合金の設計" 日本金属学会シンポジウム予稿「スーパーアロイの極限使用へのプロ-チ」. 13-16 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Murata and M.Morinaga: "Design of Hot Corrosion Resistant and High Strength Nickel-based Single-Crystal Superalloys with the aid of a Molecular Orbital Method" Report of the Iron Steel Inst.of Japan Meeting. Vol.9 No.6. 1202-1205 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Murata: "Design of Hot Corrosion Resistant and High Strength Nickel-based Single-Crystal Superalloys" Proc.of J.Inst.of Metal Symp.on Approach to the critical use of superalloys. 13-16 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村田純教、森永正彦: "分子軌道法に基づく耐高温腐食と高温強度に優れたNi基単結晶超合金の設計" 材料とプロセス. 9巻6号. 1202-1205 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 村田純教: "耐高温腐食に優れた高強度超合金の設計" 日本金属学会シンポジウム予稿「スーパーアロイの極限使用へのプロ-チ」. 13-16 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 村田純教、森永正彦: "分子軌道法に基づく耐高温腐食と高温強度に優れたNi基単結晶超合金の設計" 材料とプロセス. 9巻6号. 1202-1205 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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