非Pd系水素透過合金の強加工による組織の異方化と高性能化

• 研究課題/領域番号: 19686040
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 北見工業大学
• 研究代表者: 石川 和宏 北見工業大学, 工学部, 准教授 (10312448)
• 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: 26,260千円 (直接経費: 20,200千円、間接経費: 6,060千円); 2009年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2008年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2007年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
• キーワード: 水素透過 / 組織制御 / 耐水素脆化性 / 固溶係数 / 拡散係数 / 加工性 / ジーベルツ則 / 複合化 / 共晶組織 / 圧延・熱処理 / 異方性合金

研究概要

bcc構造の(Nb, Ti)相とB2構造のTiNi相からなる複相Nb-TiNi合金の組織を制御し、微細組織と水素透過度の関係ついて調べた。強加工によって作製した異方性合金の板厚方向の水素透過度は、加工率の増加とともにより低温、短時間で回復できる。また、ラメラ組織を有する合金を熱処理すると、塊状組織が形成され水素透過度が低下する。これは、見かけの拡散係数が低下するためである。従って、水素の拡散が容易な組織により、合金の水素透過度を効率的に改善できると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Microstructural change-induced lowering of hydrogen permeability in eutectic Nb-TiNi alloy (2010)
  • 著者名/発表者名: W.Wang, K.Ishikawa, K.Aoki
  • 雑誌名: J.Membrane Sci. 351 ページ: 65-68
• [雑誌論文] Hydrogen permeation behavior of multifilamentary Cu-Nb superconducting composites (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Wong, K.Suzuki, M.Gibson, K.Ishikawa, K.Aoki, L.L.Jones
  • 雑誌名: Scr.Matter 62 ページ: 582-585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen diffusion coefficient, hydrogen solution coefficient and hydrogen permeability of Nb-TiNi eutectic alloy (2010)
  • 著者名/発表者名: W.Wang, K.Ishikawa, K.Aoki
  • 雑誌名: Mat.Sci.Forum 638-642 ページ: 1131-1136
• [雑誌論文] Microstructure and hydrogen permeation of cold rolled and annealed Nb40Ti30Ni30 alloy (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ishikawa, S.Tokui, K.Aoki
  • 雑誌名: Intermetallics 17 ページ: 109-114
• [雑誌論文] 水素の製造・精製用金属材料 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、青木清
  • 雑誌名: 日本機械学会誌 112 ページ: 28-30
• [雑誌論文] 水素の製造・精製用金属材料 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、青木清
  • 雑誌名: 日本機会学会誌 112 ページ: 28-30
• [雑誌論文] Crystalization and microstructure changes in rapidly solidificated Nb20Ti40Ni40 hydrogen permeation alloy (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Matsuda, Y.Shimada, T.Murasaki, M.Nishida, K.Ishikawa, K.Aoki
  • 雑誌名: J.Alloys Compd. 485 ページ: 773-777
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and hydrogen. permeation of cold rolled and annealed Nb_<40> Ti_<30>Ni_<30> alloy (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa, S. Tokui and K. Aoki
  • 雑誌名: Intermetallics 17 ページ: 109-114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen permeable Ta-Ti-Ni duplex phase alloys with high resistance to hydrogen embrittlement (2008)
  • 著者名/発表者名: W.Luo, K.Ishikawa and K.Aoki
  • 雑誌名: J.Alloys Compd 460 ページ: 353-356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of elements addition on hydrogen permeability and ductility of Nb_<40>Ti_<18>Zr_<12>Ni_<30> alloy (2008)
  • 著者名/発表者名: H.X. Tang, K.Ishikawa and K.Aoki
  • 雑誌名: J.Alloys Compd 461 ページ: 263-266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Microscopy Study of Eutectic Structure in Nb-Ti-X and Nb-Zr-X(X=Co, Ni) Hydrogen Permeation Alloys (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Matsuda, T.Murasaki, M.Nishida, K.Ishikawa and K.Aoki
  • 雑誌名: Mater. Trans 49 ページ: 2208-2213
  • NAID: 10024325734
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Ti/Ni Ratio and Annealing on Microstructure and Hydrogen Permeability of Nb-TiNi Alloy (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Kato, K.Ishikawa and K.Aoki
  • 雑誌名: Mater. Trans 49 ページ: 2214-2219
  • NAID: 10024325751
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure, Ductility and Hydrogen Permeability of Nb-Ti-Zr-Ni Alloys (2008)
  • 著者名/発表者名: H.X. Tang, K.Ishikawa and K.Aoki
  • 雑誌名: Mater. Trans 49 ページ: 2220-2223
  • NAID: 10024325760
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructures and hydrogen permeability of directionally solidified Nb-Ni-Ti alloys with the Nb-NiTi eutectic microstructure (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kishida, Y. Yamaguchi, K. Tanaka, H. Inui, S. Tokui, K. Ishiakwa and K. Aoki
  • 雑誌名: Intermetallics 16 ページ: 88-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] パラジウム代替の水素透過合金の開発戦略 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、青木清
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 10 ページ: 845-849
  • NAID: 10019955318
  • 査読あり
• [学会発表] Structural change in Nb30Ti35Co35 and Nb19Ti4ONi41 eutectic alloys measured by in-situ XRD (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯会香、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期(146回)大会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] Nb-TiCo共晶合金の水素透過度に及ぼす熱処理の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 王偉亮、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期(146回)大会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] In-situX線回折法を用いたNb-TiNi合金の耐水素脆化機構の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、青木清
  • 学会等名: 第46回X線材料強度に関する討論会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2010-01-08
• [学会発表] 複相型水素透過合金の耐水素脆化性の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、青木清
  • 学会等名: 第三回増本ワークショップ
  • 発表場所: 藏王町
  • 年月日: 2009-11-07
• [学会発表] Nb-Ti-Ni水素透過合金膜のマイクロ破壊試験及び組織観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 楠野哲也、島田祐介、松田光弘、大津雅亮、高島和希、西田稔、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(145回)大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Nb-TiNi共晶合金の微細組織と機械的性質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、鈴木豊昌、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(145回)大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Nb-TiNi複相水素透過合金の耐水素脆化性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青山明祐、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(145回)大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Nb-TiNi共晶合金の水素透過度に及ぼす水素固溶と拡散及び微細組織の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 王偉亮、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(145回)大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Pdを添加したNb-TiNi合金の水素透過特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 篠原猛、湯会香、大津直史、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(145回)大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Lattice Parameter Changes at Hydrogen Atmosphere of Nb30Ti35Co35 Alloy Through in-situ XRD (2009)
  • 著者名/発表者名: 湯会香、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(145回)大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Hydrogen diffusion coefficient, hydrogen solution coefficient and hydrogen permeability of Nb-TiNi eutectic alloy (2009)
  • 著者名/発表者名: W.Wang, K.Ishikawa, K.Aoki
  • 学会等名: Thermec 2009
  • 発表場所: Thermec 2009
  • 年月日: 2009-08-27
• [学会発表] Highly hydrogen permeable Nb-TiNi alloys for hydrogen separation and purification (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Aoki, T.Kato, W.Luo, K.Ishikawa
  • 学会等名: Thermec 2009
  • 発表場所: Thermec 2009
  • 年月日: 2009-08-27
• [学会発表] (Nb, Mo)-TiNi合金のミクロ組織と水素透過特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 丸山良治、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 材料における水素有効利用研究会
  • 発表場所: 北見市
  • 年月日: 2009-08-21
• [学会発表] Nb-TiNi系水素透過合金の最適組成の究明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 榎本洋一、石川和宏、鞘師守、青木清
  • 学会等名: 材料における水素有効利用研究会
  • 発表場所: 北見市
  • 年月日: 2009-08-21
• [学会発表] NbワイヤーがNb-TiNi共晶相を貫通した水素透過膜の作製と評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 榎本祐二、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 材料における水素有効利用研究会
  • 発表場所: 北見市
  • 年月日: 2009-08-21
• [学会発表] 水素透過Nb-TiNi共晶合金の耐水素脆化機構の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、羅偉民、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期(144回)大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 水素透過合金の耐水毒脆化性の評価法の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青山明祐・石川和宏・青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期(144回)大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] (La, X)-Ni(X=Mg, Y)系水素吸蔵化合物における構造多形 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川亮、阿部英司、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期(144回)大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 水素放出したLaNi_5化合物に生成する高密度柱面欠陥のSTEM-EELS解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山本隼也、石川亮、阿部英司、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期(144回)大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 水素透過Nb-TiNi合金の最適組成の究明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 榎本洋一、石川和宏、鞘師守、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期(144回)大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] NbワイヤーがNb-TiNi晶相を貫通しだ水素透過膜の作製と評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 榎本祐二、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期(144回)大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Hydrogen Permeation of Nb_x(Zr_<50> Co_<40>Pd_<10>)_<100_x>Alloys with/without Pd Coating (2009)
  • 著者名/発表者名: 湯会香、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期(144回)大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 水素吸蔵一放出に伴う(La_<0.6>, Y_<0.4>)Ni<3.8>化合物の構造変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石川亮、阿部英司、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] 水素吸蔵-放出に伴うLaNi_5化合物の微細構造変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本隼也、石川亮、阿部英司、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] 一方向配列Nb相を含む複相合金の組織形態と水素透過特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋本裕、山口祐司、岸田恭輔、岡本範彦、田中克志、乾晴行、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Nb-ZrNiPd水素透過合金の特性と組織に及ぼす熱処理の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 羽田野雄一、板倉賢、西田稔、湯会香、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Pdを添加したNb-(Ti, Zr)Ni合金の水素透過特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 篠原猛、湯会香、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] 異方性Nb-TiNi金における水素透過度 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、松岡純一、徳井翔、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Effect of Annealing on Microstructures and Hydrogen Permeability of Nb_<40> Ti_<25> Zr_5Ni_<30> Alloy (2008)
  • 著者名/発表者名: 湯会香、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] (Nb, Mo)-TiNi合金のミクロ組織と水素透過特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 丸山良治、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Nb-TiNi合金の水素透過度に及ぼす水素固溶と拡散の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 王偉亮、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Hydrogen Permeation in Anisotropic Nb-TiNi Alloy Prepared by Forging and Rolling (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa, J. Matsuoka, S. Tokui, K. Aoki
  • 学会等名: MRS Fall Meetings
  • 発表場所: Boston, USA
• [学会発表] Nb-TiNi水素合金の圧延-熱処理による組織制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、徳井翔、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期講演大会
  • 発表場所: 武蔵工業大学
• [学会発表] Effect of the Forth Elements on Hydrogen Permeability of Nb_<40>Ti_<30>Ni_<30> alloys (2008)
  • 著者名/発表者名: H. X. Tang, K. Ishikawa and K. Aoki
  • 学会等名: 日本金属学会春期講演大会
  • 発表場所: 日本金属学会春期講演大会
• [学会発表] Nb-TiNi合金の微細組織と水素透過特性に及ぼすTi/Ni比と熱処理の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤哲也、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会春期講演大会
  • 発表場所: 武蔵工業大学
• [学会発表] 金属-金属間化合物系の水素透過合金 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期(141回)大会
  • 発表場所: 岐阜大学(岐阜市)(基調講演)
• [学会発表] 水素分離・精製用の非Pd基水素透過合金 (2007)
  • 著者名/発表者名: 青木清
  • 学会等名: 日本金属学会・日本鉄鋼協会両北海道支部合同夏季講演大会
  • 発表場所: 室蘭工業大学
• [学会発表] 金属-金属間化合物系の水素透過合金 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期講演大会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] Effect of Additional Elements on Hydrogen Permeability and Ductility of Nb_<40>Ti_<18>Zr_<12>Ni_<30> Alloy (2007)
  • 著者名/発表者名: 湯会香、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期講演大会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] Nb_<40>Ti_<34>Ni_<26>-xCox合金の微細組織と水素透過特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤哲也、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 日本金属学会秋期講演大会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] Effect of Ti/Ni Ratio on Microstructure and Hydrogen Permeability of Nb-TiNi Alloys (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, K. Ishikawa and K. Aoki
  • 学会等名: The 6th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
  • 発表場所: Juju, Korea
• [学会発表] Microstructural Change in the Multi-Phase Nb_<40>Ti_<30>Co_<30> Alloy by Rolling-Annealing Techniques and Its Hydrogen Permeability (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, K. Ishikawa and K. Aoki
  • 学会等名: 2007 MRS Fall Meetings
  • 発表場所: Boston, USA
• [学会発表] Hydrogen Permeation in Nb-TiNi Alloy with Anisotropic Microstructures (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Ishikawa, S. Tokui and K. Aoki
  • 学会等名: 2007 MRS Fall Meetings
  • 発表場所: Boston, USA
• [学会発表] Nb-TiCo合金の水素透過度の複合則に基づく解析と水素透過特性改善の可能性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 羅偉民、石川和宏、青木清
  • 学会等名: 材料における水素有効利用研究会
  • 発表場所: 屋久島いわさきホテル
• [学会発表] Nb-TiNi合金の微細組織の異方化による水素透過性の向上 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石川和宏、徳井翔、青木清
  • 学会等名: 材料における水素有効利用研究会
  • 発表場所: 屋久島いわさきホテル