| 研究課題/領域番号 |
22K04736
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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26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 東京科学大学 |
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研究代表者 |
小林 覚 東京科学大学, 物質理工学院, 准教授 (60455847)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 組織制御 / クリープ強度 / 耐熱合金 / 組織安定性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代ガスタービン火力発電の開発では、燃料の脱炭素化に加えて、圧縮機や燃焼器等の高温化に耐える耐熱合金が鍵を握る。圧縮機ディスク等の大型高温部材にはNi-Fe基耐熱多結晶合金が現在使用されている。本研究では、同合金の耐熱性を支配する強化相の熱的安定性の向上を目指し、その支配因子の解明、強度評価試験を実施して、高強度Ni-Fe基耐熱合金の創成ならびに耐熱合金全般の高温強化法の深化に資する基盤技術の構築を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ガスタービンのディスク材等に現在使用されているNi-Fe基耐熱合金の耐熱化を目指し、その強化因子（γ”-Ni3Ta析出相）の熱的安定性の向上、向上因子の解明、および耐熱化のための粒界析出相の形態制御に取り組み、以下の結果を得た。γ”-Ni3Ta析出相の安定性はTaのVまたはTi置換により向上し、Hf置換ではやや低下する。また、析出相は結晶粒界においてTaのHf置換ではラメラ状となり粒界強化には不適となること、一方、V置換ではα-(Cr,V) およびδ-Ni3(Ta,V)相が粒界を覆うように析出し、粒界強化に効果的な形態となる知見を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ガスタービン火力発電は、安定かつ経済的な電力供給の観点から必要不可欠な発電方法である。カーボンニュートラル社会の実現に向けて燃料の脱炭素化とともにタービンの高効率化が求められ、その達成には、より高温・過酷環境に耐える耐熱材料の創製が重要となる。本研究では、タービンや圧縮機のディスク材等に使用されているNi-Fe基耐熱合金の耐熱化ならびに耐熱合金全般の高温強化法の深化に資する基盤技術の確立を目的とする。
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