| 研究課題/領域番号 |
18K03862
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
西村 憲治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20357718)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 分子動力学 / 水素脆化 / 水素拡散 / 転位 / 水素化物 / 水素濃度 / 材料強度 / 分子動力学法 / ナノ多結晶 / 相分離 / 水素分離膜 |
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| 研究成果の概要 |
水素分離膜などに利用されるパラジウムの水素脆化メカニズムについて原子系シミュレーションを用いて調べた。水素化物を起点としたナノスケールで生じる水素拡散、破壊現象に着目した。パラジウム水素化物の状態は水素濃度に顕著に依存し、水素脆化に大きな影響を与えることがわかった。α相とβ相の2相共存状態では初期界面転位の存在により引張強度が著しく低下することが明らかになった。本研究で提案したナノ多結晶化により、2相共存状態が解消された。ナノ多結晶化は水素分離膜の耐久性を向上させることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素利用機器の安全性において、水素を吸収することにより材料の強度が低下する水素脆化は長年の課題である。本研究の特色は、水素脆化に関する研究がほとんど行われていないパラジウムなどの機能材料の水素脆化メカニズムに注目した点である。パラジウムの水素脆化は水素化物に起因しており、水素濃度と水素化物の関係および水素濃度が材料強度に及ぼす影響について重要な知見が得られた。水素脆化メカニズムの解明により、部材の信頼性を向上させると同時に新規材料開発のための材料設計指針が得られる。
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