| 研究課題/領域番号 |
26289268
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
多田 英司 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (40302260)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 材料加工・処理 / 電気化学プロセス / 環境強度 / 遅れ破壊 / 高張力綱 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，鉄鋼の高強度化とトレードオフにある遅れ破壊（水素脆化）耐性を劇的に向上させるべく，鉄鋼内への水素吸収を抑制する水素ブロック表面を構築する．そのため，１．水素吸収反応を電気化学的に刺激して，水素吸収により生じる鉄鋼表面のひずみ分布を，干渉法で高精度に観測する電気化学アシスト顕微レーザースペックル干渉システムを開発し，２．水素吸収誘起ひずみ分布から，水素吸収サイトと水素吸収速度を可視化することによって，水素吸収ダイナミクスにおよぼす材料組織と表面性状との関係を解明することを目的としている．また，３．得られた結果を基に，水素ブロック表面の構築指針を提案し，表面創成してその特性を実証する計画にある．
本年度では，はじめに電気化学アシスト水素吸収引き抜きセル部を設計，作製した．研究代表者がこれまで使用してきたDevanathan-Stachurski型の水素透過試験用電気化学セルを使って，鉄板における水素透過電流の交流応答特性を測定し，水素発生・水素吸収反応機構を明らかにした．また，水素吸収表面における水素発生・水素吸収反応機構の有限要素法シミュレーションをおこない，実測データと比較することで，鉄表面における水素反応機構の数理モデルを確立するとともにその妥当性を評価できた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度では，電気化学アシスト水素引き抜きセルによる水素透過電流の精密測定と，電気化学アシストによる水素透過電流の交流応答特性評価を目指した．その結果，多結晶鉄板表面における水素発生・水素吸収反応機構の詳細を明らかにすることができた．さらに，その反応機構を有限要素法シミュレーションによる解析から，妥当性を確認することができた．レーザー光学系導入については予定より遅れているが，本年度では，次年度に実施予定であった反応機構の数理モデル構築についての研究計画より先行できた．以上から当初の計画とした実験量はほぼ実施できており，おおむね順調に進展している．
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度では，これまでに開発したシステムをさらに改良して，(1)電解エッチングにより表面加工層を除去した鉄薄膜の水素吸収特性を評価するため，鉄薄膜を電気化学セルに設置し，交流電位摂動を加えることで，水素吸収にともなう電流変化と表面ひずみ量の変化，粒界や粒内のひずみ分布の精密な計測を実施する．さらに，(2)これまで本研究により得られた結果をまとめ，水素吸収によるひずみが小さく，また水素吸収速度が遅い条件を整理し，水素ブロック表面の構築に対する指導原理を検討する．その原理に基づき，水素吸収ダイナミクスを評価する．最後に研究成果全体をまとめ，研究を総括する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
現在，現有のレーザー備品，ステージ駆動部品を使った予備実験をおこなっており，それらの適用可能性を検討中である．そのため，備品費として計上していた，レーザー，ステージ駆動部品の購入費が繰り越ししている．
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| 次年度使用額の使用計画 |
現有物品の適用可能性を判断し，レーザー光学部品，ステージ購入費をはじめシステム構築に必要な物品の購入，加工費に充てる計画にある．
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