核融合炉ダイバータ材料としての超微細粒W-TiC合金の高靭性化

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360412
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 栗下 裕明 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50112298)
• 研究分担者: 仲井 清真 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (60038114) ; 小林 千悟 愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (10304651) ; 阪本 辰顕 愛媛大学, 理工学研究科, 助教 (80403848) ; 畠山 賢彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30375109)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: タングステン / 炭化チタン / 再結晶・粒成長組織 / 結晶粒界 / 塑性加工 / 超塑性 / 室温延性 / 微細結晶粒

研究概要

先に研究代表者等により開発された超微細粒W-TiCは、耐照射特性に優れる等の多くの利点をもつが、厳しい熱負荷に晒される国際熱核融合実験炉(ITER)のダイバータに用いるためには高靱性化が必要である。高靱性化には塑性加工が有効であるので、超微細粒W-TiCの超塑性発現を塑性加工に適用する。まず、高温引張試験により超微細粒W-TiCの超塑性挙動を明らかにし、次にその結果を活用して塑性加工法を発案、実施した結果、再結晶・粒成長組織を示すにも関わらず結晶粒界が極めて強く、室温で曲げ延性を示す高靭性W-TiCの試作に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Observations of suppressed retention and blistering for tungsten exposed to deuterium-helium mixture plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Miyamoto, D.Nishijima, Y.Ueda, R.P.Doerner, H.Kurishita, M.J.Baldwin, S.Morito, K.Ono, J. Hannam
  • 雑誌名: Nucl.Fusion 49(in press)
• [雑誌論文] High temperature tensile properties and their application to toughness enhancement in ultra-fine grained W-(0-1.5)wt%TiC (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kurishita, S.Matsuo, H.Arakawa, M.Narui, M.Yamazaki, T.Sakamoto, S.Kobayashi, K.Nakai, et.al.
  • 雑誌名: J.Nucl.Mater. 12 ページ: 386-388,579-582
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of nanostructured W and Mo materials (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kurishita, S.Matuso, H.Arakawa, H.Hirai, J.Linke, M.Kawai, N.Yoshida
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 59 ページ: 18-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deformability enhancement in ultra-fine grained, Ar-contained W compacts by TiC additions up to 1.1% (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Matsuo, H.Kurishita, H.Arakawa, T.Takida, M.Kato, Y.Yamamoto, K.Takebe, M.Kawai, N.Yoshida
  • 雑誌名: Mater.Sci.Eng. A492 ページ: 475-480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superplastic behavior of W-0.5wt%TiC with approximately 0.1 μm grain size (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Kurishita, S.Matsuo, H.Arakawa, S.Kobayashi, K.Nakai, T.Takida, K.Takebe, M.Kawai
  • 雑誌名: Mater.Sci.Eng.A 477 ページ: 162-167
  • 査読あり
• [学会発表] 第52回テキサトール国内技術委員会 (2009)
  • 著者名/発表者名: 栗下裕明
  • 学会等名: タングステン開発研究(高靭性W-TiC開発の現状と平成21年度の計画)
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2009-04-17
• [学会発表] 超微結晶粒タングステン開発の現状 (2008)
  • 著者名/発表者名: 栗下裕明
  • 学会等名: PWI合同研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 20081225-26
• [学会発表] Development of Ultra-fine Grained W-TiC with Improved Toughness and Radiation Performance (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Kurishita, H.Arakawa, S.Matsuo, T.Sakamoto, S.Kobayashi, K.Nakai, T.Takida, M.Kato, T.Yamamoto, K.Takebe, M.Kawai, N.Yoshida
  • 学会等名: 9th Inter.Workshop on Spallation Materials Technologies
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20081019-24
• [学会発表] メカニカルアロイング法により作製したW-TiC合金の微細組織 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梶岡道生, 阪本辰顕, 仲井清眞, 小林千悟, 栗下裕明, 松尾悟, 荒川英夫
  • 学会等名: 日本金属学会2008年秋期大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20080923-25
• [学会発表] Development of nanostructured W and Mo materials (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Kurishita, S.Matuso, H.Arakawa, H.Hirai, J.Linke, M.Kawai, N.Yoshida
  • 学会等名: 1st Inter.Conf.on New Materials for Extreme Environments
  • 発表場所: San Sebastian, Spain
  • 年月日: 20080602-04
• [学会発表] 超微細粒W-TiCの高靭性化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 栗下裕明
  • 学会等名: 第9回核破砕材料の科学と技術の研究会
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構
  • 年月日: 20080311-12
• [学会発表] High Temperature Tensile Properties and Their Application to Toughness Enhancement in Ultra-Fine Grained W-(0-1.5)wt%TiC (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Kurishita, S.Matsuo, H.Arakawa, M.Narui, M.Yamazaki, T.Sakamoto, S.Kobayashi, K.Nakai, et.al.
  • 学会等名: 13th Inter.Conf.on Fusion Reactor Materials
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 20071210-14
• [学会発表] Superplasticity and its Application to Toughness Improvement in Ultra-fine Grained W-TiC (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Kurishita et.al.
  • 学会等名: 2007 Japan-US Workshop on Heat Removal and Plasma Materials Interactions for Fusion, Fusion High Power Density Components and System, and IEA Workshop on Solid Surface Plasma Facing Components
  • 発表場所: Nara Japan
  • 年月日: 20070725-27
• [学会発表] 超微細結晶粒W-TiCの超塑性発現と高靭性化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 栗下裕明
  • 学会等名: 本原子力学会2007年秋の大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2007-09-29