研究課題
基盤研究(C)
水素分離膜などに利用されるパラジウムの水素脆化メカニズムについて原子系シミュレーションを用いて調べた。水素化物を起点としたナノスケールで生じる水素拡散、破壊現象に着目した。パラジウム水素化物の状態は水素濃度に顕著に依存し、水素脆化に大きな影響を与えることがわかった。α相とβ相の2相共存状態では初期界面転位の存在により引張強度が著しく低下することが明らかになった。本研究で提案したナノ多結晶化により、2相共存状態が解消された。ナノ多結晶化は水素分離膜の耐久性を向上させることが示唆された。
機械工学
水素利用機器の安全性において、水素を吸収することにより材料の強度が低下する水素脆化は長年の課題である。本研究の特色は、水素脆化に関する研究がほとんど行われていないパラジウムなどの機能材料の水素脆化メカニズムに注目した点である。パラジウムの水素脆化は水素化物に起因しており、水素濃度と水素化物の関係および水素濃度が材料強度に及ぼす影響について重要な知見が得られた。水素脆化メカニズムの解明により、部材の信頼性を向上させると同時に新規材料開発のための材料設計指針が得られる。
