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精密に格子欠陥制御した金属材料中の水素挙動

具有精确控制晶格缺陷的金属材料中的氢行为

基本信息

批准号：
13J04489
负责人：
岩岡秀明
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J04489/
关键词：
水素結晶粒界拡散 HPT加工パラジウム水素透過粒界拡散

项目摘要

本研究ではHPT(High-Pressure Torsion)加工によって結晶粒を微細化した金属材料に対して水素透過実験を行い、結晶粒界中の水素挙動について調査した。前年度はパラジウムに対してHPT加工を行い、結晶粒を微細にした試料に対して、電気化学的に水素透過試験を行い、パラジウム中の結晶粒界が水素の高速拡散経路として働くことを明らかにした。本年度はパラジウムとは異なる結晶構造を持つ鉄においても結晶粒界の働きは同じとなるのかを調査した。パラジウムの結晶構造は面心立方（FCC）構造であるのに対し、鉄は体心立方（BCC）構造である。BCC構造はFCC構造よりも隙間の多い構造となっており、水素原子の拡散も格段に速くなる。結晶粒界も隙間の多い構造であることを考慮すると、FCC金属とBCC金属で結晶粒界の働きが異なることは十分考えられる。パラジウムと同様に鉄も電気化学的に水素透過試験を行い、水素の拡散係数について評価していったが、鉄の場合、パラジウムに比べると水素透過時の表面律速が大きい上、水溶液中で腐食が起こりやすいため、表面をRFスパッタリング装置によってパラジウムコーティングした。この処理によりHPT加工を行っていない焼鈍材における水素の拡散係数は文献値とほぼ同程度の値を得ることができるようになった。さらにHPT加工を行った鉄に対して水素透過試験を行ったところ、焼鈍材よりも明らかに透過にかかる時間が増加しており、高速拡散が起こったパラジウム中の結晶粒界とは全く異なる挙動を示すことが分かった。現在、水素透過試験の条件を変えて、さらに詳細な調査を行っており、近いうちに学会や学術誌等で発表を行う予定である。

In this study, we investigated the effects of HPT(High-Pressure Torsion) on the micro-refinement of crystalline particles and the water permeation in metallic materials. In the past year, the crystal particles in the HPT process were fine, and the water in the electrochemical process was fine. This year, the investigation of crystal structure was carried out. The crystal structure is opposite to the face-centered cubic (FCC) structure, and the iron is opposite to the body-centered cubic (BCC) structure. The BCC structure is opposite to the FCC structure, and the dispersion of water atoms is very fast. The structure between crystal grains is considered to be different from FCC metals and BCC metals. In the case of iron, the surface law velocity of water transmission is higher than that of iron, corrosion occurs in aqueous solution, and the surface RF transmission device is used to determine the dispersion coefficient of water. The water element dispersion coefficient of the HPT process is determined by the literature. HPT processing is carried out in the presence of iron and copper. Now, the water element through the test conditions change, today, detailed investigation, conduct, near, learn academic journals, etc., conduct predetermined.