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

基本信息

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

项目摘要

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。

对于核融合反应堆的工程建立，在结构材料的中子照射下，必须克服强度特性和形状不稳定性的恶化至关重要。在强度特性的恶化中，由于在低至中等温度范围内的照射引起的基质而引起的延展性恶化和损失是一个极其严重的问题。 In this study, the ultimate goal is to characterize and elucidate the mechanism of radiation-induced ductility deterioration in advanced low-activation materials, and by applying it, we developed and demonstrated a method for evaluating irradiation-induced strength characteristics deterioration by combining ion beam irradiation and micro-region dynamic hardness measurement methods, and by applying it, we evaluated the effects of irradiation on strength characteristics for various nuclear融合反应堆结构候选材料。离子辐射是在重型辐照研究设备（伊巴拉基县Naka区Tokai Village）进行的。离子束能量在2至6 MeV之间变化，并将带有不同深度轮廓的损伤引入样品中。辐照温度设置为300°C，辐射量最大为1 dpa，损伤速率为10^<-4> dpa/s。在核融合科学研究所的小区域中，对离子辐照后的样品进行了动态硬度测量，并开发并证明了表面损坏层的真实硬度，并评估了各种材料，以了解由于辐照而引起的强度特征的变化。在研究核融合反应堆材料的辐照研究中，中子照射需要大量的钱和很长时间，并且对辐照样品的处理受到激活的限制，这是促进研究的主要障碍。用重离子束进行模拟辐照作为避免这些问题的实验技术有效，但由于引入的损害仅限于样品表面附近，因此认为它不适合评估强度特性的变化。这项研究几乎建立了一种评估小于1μM区域中固体强度特性的方法，并且通过使用重离子束对材料的辐射进行了模拟照射，可以评估材料辐照引起的强度特性的恶化。