| 研究課題/領域番号 |
22K18763
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
薦田 亮介 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90801308)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 水素脆化 / 水素侵入 / 電子密度 / 静電誘導 / 水素ぜい化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では水素脆化をコントロールする新たな手法として，材料表面の電子密度の制御によって材料表面での水素分子の解離反応をコントロールする手法を提案する．まず，試験片表面の電子密度を制御可能な水素ガス環境中材料試験方法の開発を行い，材料表面の電子密度が水素脆化挙動に影響を及ぼすことを実験的に証明する．さらに，電子密度が水素脆化に及ぼす影響に対する諸因子の影響（ガス圧力，材料，荷重条件など）を評価し，現象の理解を深める．
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| 研究成果の概要 |
水素ガス中で水素脆化を生じるには，水素分子と材料表面との間で電子の授受（触媒作用）が必要がある．したがって，電子授受を制御できれば，水素脆化の抑制が可能となる．本研究では，材料表面の電子密度を制御することで，水素ガス環境下での水素脆化の制御を試みた．
まず，電場により電子密度を制御可能な水素ガス中引張試験機を開発した．試験片を電極間に配置し，静電誘導により表面電子密度を制御した．電場強度は最大1200kV/m，水素ガス圧力は最大1.0MPaとした。試験片にはSENT試験片を使用した．
試験の結果，電場の向きの依らず水素脆化を抑制する効果が得られた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研研究によって，材料表面の電子密度が増加する場合も減少する場合も，水素脆化を抑制することを実験的に明らかにすることができた．この水素脆化の抑制効果を有効活用すれば，水素関連機器で生じる水素脆化を制御でき，機器の安全性の向上およびコスト低減に資することができる．
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