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2020 年度 研究成果報告書

その場原子空孔計測手法開発による鉄系材料の水素脆化支配欠陥の決定

研究課題

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研究課題/領域番号 18K13980
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26010:金属材料物性関連
研究機関千葉大学

研究代表者

Chiari Luca  千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (20794572)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード格子欠陥 / 放射線 / 陽電子 / 水素脆化 / 鉄 / ステンレス鋼
研究成果の概要

本研究の目的は、格子欠陥の高感度・直接プローブである陽電子消滅分光法にによる、純鉄およびオーステナイト系ステンレス鋼の水素脆化支配欠陥を特定することです。水素誘起欠陥を検出するように、水素環境かつ延伸状態を保持して温度変数測定またはその場分析を行った。結果は、水素脆化純鉄において単空孔が水素によって安定化していることを示唆し、水素脆化支配欠陥が空孔-水素複合体であることを初めて示した。オーステナイト系ステンレス鋼では、水素への複合によって安定化している単空孔レベルの欠陥または小空孔クラスターを検出し、水素脆化の支配因子は高ひずみ領域の高密度での小空孔クラスターの蓄積と考えられた。

自由記述の分野

分析化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

水素環境下での鉄系材料の力学特性の劣化という水素脆化の機構は未解明であり,水素社会に向けての課題の一つである。本研究では,純鉄およびオーステナイト系ステンレス鋼の水素脆化支配欠陥を陽電子消滅法により明らかにした。本研究の結果は学術的には長年未解明であったこの機構解明に資した。この結果の学術的・工業的波及効果も大きいで、最終的に水素社会を迎える時代に対応する鋼材の開発するように、耐水素ステンレス鋼の基本的な設計ガイドラインを提供することが期待される。

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公開日: 2022-01-27  

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