微小領域硬度測定法による構造材料の強度評価

利用微区硬度测量方法评价结构材料的强度

• 批准号: 08780489
• 负责人: 加藤 雄大
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08780489/
• 关键词: 核融合炉材料; 原子炉材料; 照射損傷; 肥化(ぜいか); イオン照射; 微小試験片技術

核融合炉の工学的成立には、構造材料の中性子照射下における強度特性劣化ならびに形状不安定性の克服が不可欠である。強度特性劣化のうち、低〜中温度域における照射によって生じるマトリクスの硬化に伴う延性劣化・喪失は極めて深刻な問題である。本研究では、先進低放射化材料における照射誘起延性劣化のキャラクタリゼーションと機構解明を最終的な目標とし、イオンビーム照射と微小領域動的硬度測定法の組み合わせによる照射誘起強度特性劣化の評価手法を開発・実証、及びその適用により種々の核融合炉構造候補材料について強度特性に対する照射の影響を評価を実施した。イオン照射は東京大学原子力研究総合センター重照射研究設備(茨城県那珂郡東海村)において実施した。イオンビームのエネルギーを2〜6MeVの間で変化させ、深さプロファイルの異なる損傷を試験片に導入した。照射温度は300℃を標準とし、照射量は最大1dpa、損傷速度は10^<-4>dpa/sとした。イオン照射後の試料について、核融合科学研究所において微小領域動的硬度測定を行い、表面損傷層の真の硬度を解析する手法を開発・実証するとともに、種々の材料について照射による強度特性変化を評価した。核融合炉材料等の照射研究においては、中性子照射に多額の費用と長い時間を要し且つ照射試料の取扱いが放射化により制約されることが、研究推進の大きな障害となっている。重イオンビームによる模擬照射は、これらの問題を回避する実験手法として有効であるが、導入される損傷が試料表面近傍に限られるため、強度特性変化の評価には適さないとされてきた。本研究の実施により、1μm程度以下の領域における固体の強度特性の評価法がほぼ確立され、重イオンビームを用いた模擬照射によって、材料の照射による強度特性劣化の評価が部分的に可能となった。

Establishment of the nuclear fusion furnace の engineering に の は, structure materials of temper under irradiation に お け る strength degradation な ら び に shape labile の overcome が not owe で あ る. Strength characteristics degradation の う ち, low to medium temperature domain に お け る irradiation に よ っ て raw じ る マ ト リ ク ス に の sclerosis with う degradation, loss of ductility は extremely め て deep な problem で あ る. This study で は, advanced low activation material に お け る irradiation induced ductility degradation の キ ャ ラ ク タ リ ゼ ー シ ョ ン と agencies interpret を eventually な target と し, イ オ ン ビ ー と ム irradiation hardness measurement in small field dynamic の group み close わ せ に よ る irradiation induced strength degradation の review 価 gimmick を 発 be card, and open び そ の applicable に よ り kind 々 の furnace nuclear fusion The strength characteristics of the construction candidate material に, に て て, に on the <s:1> influence of する irradiation を, evaluation of 価を actual application た. <s:1> <s:1> irradiation <e:1> Atomic Force research 総 and セ タ タ タ <s:1> heavy irradiation research equipment of the University of Tokyo (Ibaraki 県 Tokai Village, Naka district)にお て て Miyoshi た. イ オ ン ビ ー ム の エ ネ ル ギ ー を 2 ~ 6 mev の で between - the さ せ, deep さ プ ロ フ ァ イ ル の different な る damage を test piece に import し た. Irradiation temperature: <s:1> 300℃を standard: と と, maximum irradiation dose: を 1dpa, injury rate: 10^<-4>dpa/s: と た. イ オ ン after irradiation の sample に つ い て science institute, nuclear fusion に お い て tiny areas of hardness measurement of the moving line を い の is の hardness, surface damage layer analytical す を る gimmick を open 発 · be card す る と と も に, kind of 々 の material に つ い て irradiation に よ る strength characteristics - the を review 価 し た. Nuclear fusion furnace materials の irradiation research に お い て in は, temper illuminate に frontal の fee more を to し と い long time and sample つ irradiation の take Cha い が activation に よ り restrict さ れ る こ と が, promoting の き な handicap of と な っ て い る. Heavy イ オ ン ビ ー ム に よ る simulation irradiation は, こ れ ら の problem を avoid す る be 験 gimmick と し て have sharper で あ る が, import さ れ る damage が nearly alongside に limit sample surface ら れ る た め, strength - の review 価 に は optimum さ な い と さ れ て き た. This study の be applied に よ り, degree of 1 mu m の area below に お け る solid の strength characteristics の review 価 method が ほ ぼ establish さ れ, heavy イ オ ン ビ ー ム を with い た simulation irradiation に よ っ て, material の irradiation に よ る strength degradation の review 価 が part に may と な っ た.

项目成果

Y.Katoh,T.Muroga,T,Iwai and O.Motojima: "Helium Effection Inradiation-Induced Handring of Coo-Artivation Materials" Processdings of the fourth Japan-China Symposium on Materials for Advanced Energy Systems and Fssion and Fusion Eug-. (受理済).

Y. Katoh、T. Muroga、T、Iwai 和 O. Motojima：第四届中日先进能源系统材料及裂变与聚变 Eug- 材料研讨会的“氦效应辐照诱导处理 Coo-Artivation 材料”。 （公认）。

Y.Katoh,T.Muroga,T,Iwai and O.Motojima: ""Application of Micro-Inctentation Techuique to Characterization of Heavy-Ion-Induced Hardcuing"" "Small Specimen Test Technologies for Fusion" K,Abe and G.E.Lucas,Eds.,International Energy Agug. (印刷中).

Y.Katoh、T.Muroga、T、Iwai 和 O.Motojima：“微激励技术在重离子诱导硬熔表征中的应用”“用于聚变的小样本测试技术”K,Abe 和 G.E.Lucas， Eds.，国际能源集团（正在出版）。

加藤雄大、室賀健夫、岩井岳夫、本島修: "微小押込試験技術を用いたMeVイオン照射材の硬度評価" 日本金属学会誌. 61巻3号. (1997)

Yudai Kato、Takeo Muroga、Takeo Iwai、Osamu Motojima：“使用微压痕测试技术评估 MeV 离子辐照材料的硬度”，日本金属学会杂志，第 61 卷，第 3 期（1997 年）。