数ギガパスカルの超高圧水素による空孔拡散の促進と解離拡散のトラップ現象

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15760486
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山崎 仁丈 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30292246)
• キーワード: 水素誘起空孔 / 拡散 / 超高圧水素 / トラップ現象 / 水素

研究概要

数ギガパスカルの超高圧水素下においては金属中に多量の水素誘起空孔が生成し、相互拡散が著しく促進されることが見出されている。固体中の原子の拡散は静水圧下においては抑制されるのが一般的であるため、このような拡散の促進は全く新しい現象である。そこで本研究では、通常の雰囲気下において拡散が空孔機構および解離機構をとる系に超高圧水素を適用し、その拡散挙動を解明することを目的とした。対象はγ-Fe、AuおよびNbである。超高圧水素下においてγ-Fe中の水素固溶量はAu中のものより2桁大きい。5GPaの水素圧下におけるγ-Fe中のAuの拡散係数は0.1MPaのアルゴン圧下におけるものより2〜3倍大きく、その拡散は促進された。5GPaの水素圧下における拡散の活性化エネルギーは0.1MPaのアルゴン圧下における値より20kJ/mol大きく、一方前指数項は0.1MPaのアルゴン圧下のものより17倍大きいことがわかった。このことから、超高圧水素下におけるγ-Fe中のAuの拡散の促進は大きな活性化エントロピーに起因することがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced diffusion of Nb in Nb-H alloys by hydrogen-induced vacancies (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Iida, Y.Yamazaki, T.Kobayashi, Y.Iijima, Y.Fukai
  • 雑誌名: Acta Mater. (In press)
• [雑誌論文] Diffusion of Nb in Nb-H alloys (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamazaki, T.Iida, Y.Iijima, Y.Fukai
  • 雑誌名: Defect Diff.Forum (In press)
• [雑誌論文] Enhanced diffusion by vacancies induced in γ-Fe and Au under elevated hydrogen pressure(invited paper) (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamazaki, Y.Iijima
  • 雑誌名: Defect Diff.Forum 233-234 ページ: 115-126
• [雑誌論文] Interdiffusion in metals of widely difference in self-diffusion rate(invited paper) (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Iijima, Y.Yamazaki
  • 雑誌名: Defect Diff.Forum (In press)
• [雑誌論文] Diffusion of Fe in Au under elevated H_2 pressure (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamazaki, Y.Iijima, M.Okada
  • 雑誌名: Phil.Mag.Lett. 84 ページ: 165-174
• [雑誌論文] Enhanced diffusion of Au in γ-Fe by vacancies induced under elevated hydrogen pressure (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamazaki, Y.Iijima, M.Okada
  • 雑誌名: Acta Mater. 52 ページ: 1247-1254