人工多層膜と中性子・X線反射率計を用いた耐水素脆化合金中の水素トラップ現象の解明

• 研究課題/領域番号: 23K04368
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26010:金属材料物性関連
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 山田 雅子 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (70708552)
• 研究分担者: 日野 正裕 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (70314292) ; 森 一広 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (40362412)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 水素脆化耐性 / 人工多層膜 / 反射率法 / 水素トラップ / 中性子プローブ

研究開始時の研究の概要

一般に鉄鋼材料やアルミニウム合金などの金属構造材料を高強度化すると水素脆化耐性が悪化してしまう課題がある。これまでの研究より、鋼材マトリックス内に拡散性水素のトラップ作用を有するTiやV系の微細炭窒化物のナノ析出物を適度に分散させることで、発生した水素が破壊起点に集中することを防ぎ脆化を遅らせたり防ぐことがわかっているが、そのメカニズムには未解明な点も残されている。
本研究では、鋼材マトリックス中の析出物界面を人工多層膜で模擬し、中性子・X線反射率法を用いて、鋼材内で析出物にトラップされる拡散性水素の存在状態を非破壊かつ直接観察する手法を確立し、水素トラップの詳細なメカニズムの解明を目指す。