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イメージング計測による腐食部位の水素脆性解明

使用成像测量阐明腐蚀区域的氢脆

基本信息

批准号：
21H01606
负责人：
宮内直弥
金额：
$ 11.15万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は，金属材料などを透過する水素の可視化を目的としている．電子衝撃脱離法を用い，水素を可視化するオペランド水素顕微鏡を開発した．この手法はイオン化を伴うため，表面構造によるイオン化効率が一定である必要がある．しかし腐食材料など酸化によって表面構造が変化した場合は，イオン化効率の変動が起こる.その結果イオンとイオン化しない中性解離種のバランスが変わる．そこで中性解離種を新たに計測する手法を確立するため，電子とレーザーを組み合わせたレーザーイオン化機構を作製した．装置の中心となる電子顕微鏡に付加するため比較的小型の光学系構築を行ったが，小型化したことで光路が短いためなレーザー光の調整が困難で，観察点への集光が不十分だった．そのため光学系の再設計を行っている．本研究は，金属材料を透過し表面に吸着している水素原子を観察している．そのため，計測中の計測室内圧力は，S/N比に直結する．特に水素透過が起こった後は，表面の水素原子は再結合を経て水素分子となり，計測室内に放出される．備え付けのイオンポンプによる常時排気を行っているが，真空悪化は避けられず，放出された水素分子の試料表面への再吸着が起こる．この表面吸着水素は，透過した水素と区別されることなく水素イオン信号として計測されてしまう．そのため，本年度新たに，対水素排気速度の高い非蒸発型ゲッターポンプを導入した．その結果，計測室内到達圧力は10^-8 Pa台前半，水素透過時で約一桁の真空改善を行うことができた．この効果により再吸着成分を大きく減らすことができより良好なS/Nで計測が可能になった．

The purpose of this study is to visualize the transmission of water through metallic materials. The electron impact detachment method is used to visualize water elements. The method of transformation is necessary. When corrosive materials are acidified, the surface structure changes, and the rate of acidification changes. The result is that the neutral dissociative species are different. A new method of measurement The center of the device is equipped with an electronic micro-mirror. Compared with the compact optical system construction, the miniaturization of the optical path is difficult to adjust. The optical system is redesigned. In this study, the absorption of water atoms through the surface of metallic materials was investigated. The pressure in the measuring chamber is measured, and the S/N ratio is directly connected. In particular, the water element permeates through the surface of the water element atom and recombines with the water element molecule, measuring indoor emission. In the process of vacuum evaporation, the surface of the sample containing water molecules is desorbed and reabsorbed. The surface adsorption of water element is different from that of water element. This year's new, high-speed, non-vapor-type exhaust gas is introduced. As a result, the pressure reached in the measuring chamber is 10^-8 Pa in the front half, and the vacuum improvement is about one beam when water is transmitted. The result of this study is that the reabsorption component is greatly reduced and the S/N ratio is measured well.