| 研究課題/領域番号 |
10044147
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
宮原 一哉 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (70011096)
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| 研究分担者 |
細井 祐三 名古屋大学, 工学部, 名誉教授 (60157021)
塩田 一路 工学院大学, 工学部, 教授 (90255612)
岡田 亜紀良 北海道大学, 工学研究科, 教授 (40001341)
篠田 剛 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (10023269)
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| キーワード | 核融合炉材料 / 第一壁構造材料 / 傾斜機能材料 / プラズマ溶射 / タングステン / 接合界面 / 高Z材 / プラズマ対向マテリアル |
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| 研究概要 |
核融合合炉第一壁構造材に対しプロズマ対向マテリアルとしての高Z材をコーテイングする必要があるが、それは熱膨張率、熱伝導度の異なる異材接合であることから、次の3点が重要問題となる。本研究では、高Z材の濃度匂配を与えた傾斜化材料を2種類の方法で作成し、熱履歴においてどのような問題点が発生するか検討した。
(1)炉の運転・停止に伴う壁温度の昇降による熱応力の発生と熱疲労の蓄積による接合界面の剥離。(2)コーテイング材と基盤材のボイドスエリング率の違いにより界面接合の弱体及び界面剥離。(3)高温中性子照射下では照射誘起拡散効果により、脆い界面化合物が形成され、接合界面の靱性劣化。
第一壁傾斜機能化構造材料の作成方法には、次の2種が考えられるが、本研究では両者の手法を用い傾斜化材料を作成した。
(1)基盤材(SUS316)の粉末と高Z材(ここではタングステン(W)とする)粉末の混合比を変化させながら、プラズマ溶射によりW濃度を変化させながらコーテイングする。
(2)SUS316基盤材とWとの間の熱膨張率の相違を緩和し、且つ、その基盤材とWとの直接の接合によりFe_3W_2、Laves相等の金属間化合物の形成を抑制する適当なインサートフォイル材を挿入した積層材料ホットプレスにより作成する。
(2)の手法では高温ホットプレス時にW,Ni,Ti,Fe原子の拡散と脆い化合物の形成が著しく傾斜機能材料作成は不適合と判断された。一方、プラズマ溶射法により所定のW濃度匂配を持つ健全な傾斜材料を作成することが出来た。しかし、1100℃までの加熱冷却時に発生する熱応力によりW富化ゾーンにクラックが形成されることが観察され、今後、W濃度匂配の最適設計が必要であることがに明らかになった。
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