ボイドスエリングの大幅低減を目指した高燃焼度炉心材料用ハイエントロピー合金の創製

创建用于高燃耗芯材料的高熵合金，旨在显着减少空洞膨胀

• 批准号: 21K14559
• 负责人: 岡 弘
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14559/
• 关键词: 第4世代原子炉; SMR; 酸化物分散強化; ODS; メカニカルアロイング; 照射損傷; 点欠陥; シンクサイト; ハイエントロピー合金; 粒子分散; ボイドスエリング; 高燃焼度用炉心材料

本研究の目的は、照射によるボイドスエリング（体積膨張）を大幅に低減可能な新規粒子分散型ハイエントロピー合金（ODS-HEA）を創製することである。優れた耐照射特性を発現するためには、ナノサイズ粒子を微細、均一かつ高密度に分散させることが必要不可欠である。これまでの研究で、Cr,Fe,Mn,Niの単体元素粉末及びY2O3を遊星型ボールミルにてメカニカルアロイングし、放電プラズマ焼結（SPS）によって固化することにより、FCC単相の母相を有し、直径10～150 nmの微細な粒子が分散したODS-HEAを創製できることがわかった。また、ODS-HEAは第4世代炉の高燃焼度用炉心材料として使用することを目的とすることから、構造用金属材料として優れたな強度特性と十分な塑性変形性能（伸び）を有する材料の創製が前提となる。そこで、昨年度創製したODS-HEAの引張特性を調査した。その結果、ODS-HEAは1000MPaを超える引張強さ及び数%以上の破断伸びを有することがわかった。組織観察の結果より、ODS-HEAの優れた機械特性は、ナノサイズ粒子による分散強化及び結晶粒微細化強化に由来すると推察された。併せて、作製条件の差異が引張特性に及ぼす影響を調査するため、MA条件（MA雰囲気、ボール粉末重量比、MA停止時間有無）、SPS条件（焼結温度、保持圧力）、試料組成（Ti添加有無）の影響を調査した。その結果、SPS焼結温度が引張特性及び微細組織に大きく影響することが明らかとなった。

は の purpose, this study illuminate に よ る ボ イ ド ス エ リ ン グ (volume expansion) を に sharply lower may な new rules particles distributed ハ イ エ ン ト ロ ピ ー alloy (ODS - HEA) を created す る こ と で あ る. Optimal れ た irradiation resistant characteristic を 発 now す る た め に は, ナ ノ サ イ ズ superfine particle を, uniform か つ high-density に scattered さ せ る こ と が need not owe で あ る. こ れ ま で の research で, Cr, Fe, Mn, Ni の 単 body element powder and び Y2O3 を swimming star ボ ー ル ミ ル に て メ カ ニ カ ル ア ロ イ ン グ し, discharge プ ラ ズ マ 焼 junction (SPS) に よ っ て curing す る こ と に よ り, FCC 単 の parent phase を し, diameter of 10 to 150 nm <s:1> fine な particles が disperse <s:1> たODS-HEAを create で る る る とがわ とがわ る った った った ま た, ODS - HEA は 4th generation furnace の high burning stove 焼 degrees heart material と し て use す る こ と を purpose と す る こ と か ら, structure with metal material と し て optimal れ た な strength characteristics と very な plastic - shape (stretch び) を す る material の created が premise と な る. Youdaoplaceholder0 そ で で, the last year created <s:1> たODS-HEA を survey on the tension characteristics を た. そ の results, ODS - HEA は 1000 mpa を え る quoted zhang qiang さ and び の breakage stretch more than a few % び を have す る こ と が わ か っ た. Organization 観 examine の results よ り, ODS - HEA の optimal れ た mechanical properties は, ナ ノ サ イ ズ particle に よ る dispersion strengthening and ultra-micronization model.the び crystalline grain strengthening に origin す る と push examine さ れ た. And せ て and as system conditions の differences が extension and characteristic に and ぼ す impact を investigation す る た め, MA conditions (MA 雰 囲 気, ボ ー ル powder weight ratio, MA stop time presence), SPS conditions (焼 junction temperature, pressure), sample composition add any (Ti) の impact を investigation し た. そ の results, SPS 焼 が junction temperature, the properties and び fine texture に big き く influence す る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

酸化物分散強化ハイエントロピー合金の創製及び Ti 添加効果

氧化物弥散强化高熵合金的制备及Ti添加效果

• 发表时间: 2022
• 作者: 新野 拓夢;岡 弘;橋本 直幸;礒部 繁人
• 通讯作者: 礒部 繁人

ボイドスエリングの大幅低減を目指した高燃焼度炉心材料用ハイエントロピー合金の創製

创建用于高燃耗芯材料的高熵合金，旨在显着减少空洞膨胀

• 发表时间: 2023
• 作者: 岡 弘;新野 拓夢;小野 一弥;橋本 直幸;礒部 繁人
• 通讯作者: 礒部 繁人

酸化物分散強化型ハイエントロピー合金の創製

氧化物弥散强化高熵合金的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: 新野拓夢;岡弘;礒部繁人;橋本直幸
• 通讯作者: 橋本直幸