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摩擦撹拌処理強化高強度W皮膜形成の基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 26289360
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2014-2015)

研究代表者

谷川 博康  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 核融合エネルギー研究開発部門 核融合炉構造材料開発グループ, グループリーダー (50354668)

研究分担者 渡邊 誠  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先進高温材料ユニット, 主幹研究員 (00391219)
黒田 聖治  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先進高温材料ユニット, ユニット長 (50354220)
小沢 和巳  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ケ所核融合研究所, 任期付研究員 (80613330)
連携研究者 藤井 英俊  大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (00247230)
森貞 好昭  大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (00416356)
荒木 弘  物質・材料研究機構, 主幹エンジニア (90354349)
江里 幸一郎  量子科学技術研究開発機構, 核融合エネルギー研究開発部門, 上席研究員 (30354624)
関 洋治  量子科学技術研究開発機構, 核融合エネルギー研究開発部門, 主幹研究員 (00469793)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2015年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2014年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード摩擦撹拌処理 / 耐熱皮膜 / タングステン / 真空溶射 / ウオームスプレー法 / 粉末床溶融結合法 / 繰り返し熱負荷試験 / 材料加工・処理 / プラズマ・核融合 / 構造・機能材料 / 金属物性 / 界面組織 / 熱負荷試験体 / 摩擦撹拌処理強化 / タングステン皮膜 / ウォームスプレー法
研究成果の概要

プラズマ対向壁材として期待されるタングステン(W)の開発の一環として、真空溶射等により形成された空隙の多いW皮膜に対し摩擦撹拌処理(FSP)による強化を試み、空隙を潰しバルクW並の熱伝導率と高強度を有するW皮膜に強化できることを確認した。さらにこのFSP強化Wが繰り返し熱負荷に耐えることを最大1000回の繰り返し加熱試験で実証した。
新たなW成膜方法として、ウォームスプレー法の適用性を検討し、安定した成膜には原料粉末の予熱機構等の改良が必要であることを見出した。3Dプリンティング技術の一つである粉末床溶融結合法によるW皮膜形成技術についても検討し、気孔率の高いもののW皮膜の成膜に成功した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Modification of vacuum plasma sprayed tungsten coating on reducedactivation ferritic/martensitic steels by friction stir processing2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tanigawa, K. Ozawa, Y. Morisada, SH. Noh, H.Fujii
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 98-99 ページ: 2080-2084

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2015.04.059

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impacts of friction stir processing on irradiation effects invacuum-plasma-spray coated tungsten2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ozawa, H. Tanigawa, Y. Morisada, H.Fujii
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 98-99 ページ: 2054-2057

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2015.06.104

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 粉末床溶融結合法によるタングステン膜形成の試み2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊 誠,岸本哲,黒田 聖治,谷川 博康
    • 学会等名
      日本溶射学会秋季大会
    • 発表場所
      ウェルとばた(福岡県・北九州市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Modification of vacuum plasma sprayed tungsten coating by friction stir processing2016

    • 著者名/発表者名
      H.Tanigawa, K.Ozawa, Y. Morisada, H. Fujii
    • 学会等名
      4th International Symposium on Visualization in Joining & Welding Science through Advanced Measurements and Simulation
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2016-10-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ion irradiation effects on microstructure and mechanical properties of VPS-W coated F82H modified by friction stir processing2016

    • 著者名/発表者名
      K. Ozawa, H. Tanigawa, H. Kurotaki, M. Ando, Y. Morisada, S. Kondo, H. Fujii, T. Hinoki
    • 学会等名
      29th Symposium on Fusion Technology
    • 発表場所
      Prague (Czech Rep.)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modification of vaccum plasma sprayed tungsten coating on F82H by friction stir processing2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Tanigawa, Kazumi Ozawa, Yoshiaki Morisada, Noh Sanghoong, Hidetoshi Fujii
    • 学会等名
      28th Symposium on Fusion Technology
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Impacts of friction stir processing on irradiation effects in vacuum-plasma-spray coated tungsten and its substrate F82H2014

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Ozawa, Hiroyasu Tanigawa, Yoshiaki Morisada, Hidetoshi Fujii
    • 学会等名
      28th Symposium on Fusion Technology
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 真空プラズマ溶射タングステン皮膜の摩擦撹拌処理による強化2014

    • 著者名/発表者名
      谷川博康、小沢和巳、森貞好昭、藤井英俊、盧 相熏
    • 学会等名
      日本原子力学会 2014年 秋の大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 真空プラズマ溶射法で成膜し摩擦撹拌処理を施したW-F82H鋼のイオン照射後硬さと微細組織2014

    • 著者名/発表者名
      小沢和巳、谷川博康、森貞好昭、藤井英俊
    • 学会等名
      日本原子力学会 2014年 秋の大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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