| 研究課題/領域番号 |
13308022
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
栗下 裕明 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (50112298)
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| 研究分担者 |
畠山 賢彦 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30375109)
平岡 裕 岡山理科大学, 理学部, 教授 (70228774)
瀧田 朋広 (株)アライドテック, 主査
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2004
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| キーワード | 照射誘起粒界析出 / 照射誘起マルテンサイト変態 / 超微細結晶粒 / 分散粒子 / 高エネルギー粒子照射 / 照射損傷 / 照射脆化 / 照射硬化 |
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| 研究概要 |
本研究の目的はタングステン(W)を初めとする高融点遷移金属を照射環境下で使用するために不可欠な、照射脆化を改善するための有効な方策を示し、照射脆化の格段に少ない高融点遷移金属の開発に見通しを与えることである。方策として、(1)照射誘起粒界析出を利用した照射脆化の改善、(2)照射誘起相変態を利用した照射脆化の改善、および(3)極めて高密度のシンク導入による照射脆化の改善を取り上げた。本研究により、(1)の発現のためには、結晶粒が微細であること、分散粒子が存在すること、焼結後の塑性加工度が少ないこと(転位密度が少ないこと)の組織的条件、および温度変動等の照射条件の必要性が示された。また、(2)の発現のためには、微細結晶粒、粒子分散組織の他に、母相が高純度であることの組織的条件が必要であり、低温および高照射量の照射条件で発現しやすいことが示された。一方、(3)については、従来、極めて高密度のシンクを含むバルク材料の製造は、とくに高融点遷移金属では材料本来の特性を著しく損なう結果、極めて困難であった。この方策は、上述のように、結晶粒母相の高純度化と転位密度低下の条件を加えると(1)と(2)も抱合する組織的条件になり、また照射条件にも依存しないと考えられるので、照射脆化改善の方策として最も大きな可能性を秘めている。そこで、Wについて、これまでに蓄積した先進粉末冶金法の技術を駆使し、(1)〜(3)を抱合する上述の組織導入を試みた結果、バルク焼結体の相対密度(〜99%)や靭性をほぼ維持した状態で、結晶粒径が50〜100nmの超微細結晶粒・ナノ粒子分散組織をもつW-(0.3〜0.5)%Tic合金の作製に初めて成功した。平成16年度は主にその試料について特性評価を進め、例えば、高速中性子照射や高エネルギーHe・窒素ガスビーム照射に対して、優れた耐粒子負荷特性を示すことが見出され、現在、核融合プラズマ対向材料等に求められている課題をブレークスルーするものと国の内外で注目されている。
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