ナノスケール固液界面制御による高信頼エネルギーシステム材料設計技術の開発

• 研究課題/領域番号: 19686012
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 鈴木 研 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40396461)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円); 2009年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2008年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2007年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
• キーワード: 材料設計 / プロセス / 物性 / 評価 / 応力腐食割れ / 反応ダイナミクス / 量子分子動力学法

研究概要

エネルギー機器用構造材料のオーステナイト系ステンレス鋼の応力腐食割れ現象について、ひずみによる金属表面化学反応の促進,原子の増速拡散現象がメカニズムの重要な因子である可能性を示した。耐SCC性の向上にはひずみ負荷環境における酸化皮膜/母材界面健全性の確保が重要であると考え、健全性劣化要因である酸素の増速拡散を抑制する元素の探索を行い、Hfを添加することにより酸素拡散が低減できる可能性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Early stage SCC initiation analysis of fcc Fe-Cr-Ni ternary alloy at 288℃: A quantum chemical molecular dynamics approach (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishith Kumar Das, Ken Suzuki, Kazuhiro Ogawa, Tetsuo Shoji
  • 雑誌名: Corrosion Science 51 ページ: 908-913
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creep Damage Process of Ni-Base Superalloy Caused by Stress-Induced Anisotropic Atomic Diffusion (2009)
  • 著者名/発表者名: Ken Suzuki, Hiroyuki Ito, Tatsuya Inoue, Hideo Miura
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 3 ページ: 487-497
  • NAID: 130000106326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creep Damage Process of Ni-Base Superalloy Caused by Stress-Induced Anisotropic Atomic Diffusion (2009)
  • 著者名/発表者名: Ken Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 3 ページ: 487-497
  • NAID: 130000106326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creep and fatigue damages of Ni-base superalloy caused by strain-induced anisotropic diffusion of component elements (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideo Miura
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 417(418) ページ: 261-264
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early stage SCC initiation analysis of fcc Fe-Cr-Ni ternary alloy at 288 C : A quantum chemical molecular dynamics approach (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishith Kumar Das
  • 雑誌名: Corrosion Science 51 ページ: 908-913
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Chemical Molecular Dynamics study of stress corrosion cracking behaviour for fcc Fe and Fe-Cr surfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishith Kumar Das, Ken. Suzuki, Yoichi. Takeda, Kazuhiro Ogawa, Tetsuo. Shoji
  • 雑誌名: Corrosion Science 50(6) ページ: 1701-1706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Chemical Molecular Dynamics Study of Stress Corrosion Cracking Behavior for fcc Fe and Fe-Cr Surfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishith Kumar Das
  • 雑誌名: Corrosion Science 50 ページ: 1701-1706
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Quantum Chemical Molecular Dynamics Study of Stress Corrosion Cracking Behavior for fcc Fe and Fe-Cr Surfaces" (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishith Kumar Das
  • 雑誌名: Corrosion Science (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] オーステナイト系ステンレス鋼酸化皮膜の高温水中組織変化に関する原子レベルシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木研, 佐々木大和, 三浦英生
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第45期総会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-03-12
• [学会発表] 異種材料界面におけるひずみ誘起異方的増速拡散現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木大和, 村田直一, 鈴木研, 三浦英生
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第45期総会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-03-12
• [学会発表] Quantum Chemical Molecular Dynamics Analysis of Environmental Assisted Oxidation of Stainless Steel (2009)
  • 著者名/発表者名: Ken Suzuki, Yoiichi Takeda, Hideo Miura, Tetsuo Shoji
  • 学会等名: The 1st International Workshop on Evaluation of Environmental Degradation of Materials and Proactive Aging Management
  • 発表場所: Tokyo Branch Office of Tohoku University
  • 年月日: 2009-06-04
• [学会発表] 異種材料界面近傍における応力起因異方的原子拡散メカニズムの基礎検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐々木大和, 村田直一, 鈴木研, 三浦英生
  • 学会等名: 日本機械学会東北学生会第39回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] Quantum chemical molecular dynamics study of strain effect on the oxygen diffusion in fcc Fe(111)and Fe-Cr(111)surfaces at 288℃ (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishith Kumar Das
  • 学会等名: 12th International Conference on Fracture
  • 発表場所: Ottawa Canada
• [学会発表] Ni耐熱合金における応力依存異方拡散現象と微量添加元素の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木研, 伊藤大幸, 井上達也, 三浦英生
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2008-09-17