金属間化合物の水素脆化と水素吸蔵過程

金属間化合物の水素環境脆化を、環境(水分を含む大気、真空、超高真空、水素、温度)/水素表面電気化学特性/材料内(組成、変形速度、転位-水素挙動)の3つの過程に注目して、この現象の新しい知見を系統的にまとめた点が、本研究の特色である。1.高い環境脆化感受性を示すLl_2型Co_3Ti系化合物について、『水蒸気分圧・水素分圧-変形速度・温度-破壊エネルギー線図』を求めることが出来た。環境脆化を引き起こす臨界の水蒸気分圧および水素分圧が、組成、変形速度に応じてそれぞれ明瞭に存在することを、本研究において初めて見出すことが出来た。臨界圧は、水素の方が水蒸気より1桁以上低く、脆化感受性が高い。2.大気環境の影響を極限まで除去した10 ^5MPa以下の超高真空域において、金属間化合物は本来(int rinsic)の非環境脆化の高靱性を発現する。常温大気中の著しく低い延性は、水蒸気誘起の水素環境脆化による外的(extrinsic)要因による。3.カソード分極曲線、インピーダンスの電気化学的測定およびチトリウム電顕オートラジオグラフによる水素分布の観察から、Fe、Al添加によるCo_3Tiの顕著な水蒸気誘起環境脆化の抑制作用は、表面における吸着水分の分解により発生した水素の再結合による水素分子の放出を促進して、材料内部への水素侵入を抑制する。Ni_3(Si,Ti)への抑制合金元素B(粒界偏析),Cr,Mn,Feの添加についても、同様な水素表面電極特性を確認し、オートラジオグラフからより少ない粒界水素分布を観察した。水素還元・酸化のサイクリックボルタムグラフから、抑制合金元素の添加により、水素ガスを発生しやすく吸着水素H_<uds>を逃げやすくして水素侵入を抑える表面性状となることが明らかとなった。

金属間化合物の水素環境脆化を、環境(水分を含む大気、真空、超高真空、水素、温度)/水素表面電気化学特性/材料内(組成、変形速度、転位-水素挙動)の3つの過程に注目して、この現象の新しい知見を系統的にまとめた点が、本研究の特色である。1.高い環境脆化感受性を示すLl_2型Co_3Ti系化合物について、『水蒸気分圧・水素分圧-変形速度・温度-破壊エネルギー線図』を求めることが出来た。環境脆化を引き起こす臨界の水蒸気分圧および水素分圧が、組成、変形速度に応じてそれぞれ明瞭に存在することを、本研究において初めて見出すことが出来た。臨界圧は、水素の方が水蒸気より1桁以上低く、脆化感受性が高い。2.大気環境の影響を極限まで除去した10 ^5MPa以下の超高真空域において、金属間化合物は本来(int rinsic)の非環境脆化の高靱性を発現する。常温大気中の著しく低い延性は、水蒸気誘起の水素環境脆化による外的(extrinsic)要因による。3.カソード分極曲線、インピーダンスの電気化学的測定およびチトリウム電顕オートラジオグラフによる水素分布の観察から、Fe、Al添加によるCo_3Tiの顕著な水蒸気誘起環境脆化の抑制作用は、表面における吸着水分の分解により発生した水素の再結合による水素分子の放出を促進して、材料内部への水素侵入を抑制する。Ni_3(Si,Ti)への抑制合金元素B(粒界偏析),Cr,Mn,Feの添加についても、同様な水素表面電極特性を確認し、オートラジオグラフからより少ない粒界水素分布を観察した。水素還元・酸化のサイクリックボルタムグラフから、抑制合金元素の添加により、水素ガスを発生しやすく吸着水素H_<uds>を逃げやすくして水素侵入を抑える表面性状となることが明らかとなった。