黒鉛を中心とする各種プラズマ対向材料の総合的評価

各种等离子体表面材料(主要是石墨)的综合评价

基本信息

  • 批准号:
    01050001
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 33.92万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Fusion Research
  • 财政年份:
    1989
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1989 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

黒鉛を中心とする各種プラズマ対向材料について、第一壁材料としての特性をシミュレーションと実機プラズマ研究との両面から系統的に検討し総合的な評価を行った。1.気体および粒子放出;気体放出量は比表面積と製造工程(黒鉛化度、原材料)と黒鉛化後の高純度化処理および保存状態(雰囲気、暴露時間)に依存する。電子およびレーザー照射による高熱負荷では黒鉛は多量の気体および粒子放出が生じ激しく損耗する。特に熱分解炭素膜では黒鉛よりも損耗する。2.水素透過および拡散;等方性黒鉛中の水素の透過速度は空隙率、気孔分布および気孔形状に支配される。また、熱分解炭素被覆材では膜厚とともに透過速度が低くなるが、aーC:H膜では黒鉛と差がなく被覆膜の膜質に大きく依存する。黒鉛中に溶解した水素は、気孔内拡散と粒内拡散の二通りで律速されて放出する。3.酸化;熱分解炭素被覆材の酸化率は等方性黒鉛と比較すると1桁低いが、Si添加黒鉛は酸化速度は小さいが、活性化エネルギーは黒鉛とほぼ同じであった。4.耐イオン照射特性;水素イオン照射によるメタン収率および照射励起昇華率は黒鉛のマクロな構造に依存しないことが分かった。飽和水素量も等方性黒鉛ではほぼ一定であるが、内部の濃度分布には大きな違いが認められた。また、Heイオン照射は吸蔵水素量の低減に効果があることが分かった。表面に金属を被覆するとメタン収率は水素の再結合を促進するため減少する。中性水素原子による損耗率は10^<-3>のオーダーであった。照射による構造変化は照射量の増加とともにレンズ状空隙→双晶変形→非晶質と変化し、注入化学種に依存しない。5.熱的・機械的特性;黒鉛の耐熱衝撃性は、熱伝導率、気孔径と正の相関、熱膨張係数、強度、密度と負の相関がある。亀裂進展性を調べると炭素繊維複合強化材は黒鉛に比べ小さく、また高熱負荷によっても破損しなかった。
Black lead を center と す る various プ ラ ズ マ polices to material に つ い て, first wall materials と し て の features を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と be machine プ ラ ズ マ research と の struck surface か ら system に beg し 検 総 な evaluation of 価 を line っ た. 1. Gas および particles are released; Gas release volume と specific surface area と manufacturing engineering (degree of blackening, raw materials)と high-purity treatment after blackening および storage state (air 囲, exposure time)に dependence する. Electronic お よ び レ ー ザ ー irradiation に よ る heat load で は black lead は の abundant 気 body お よ び particles released が raw じ excitation し く loss す る. The に thermal decomposition carbon film で で black lead よ loss する. 2. Hydrogen is dispersed through および拡; The permeation rate of sodium hydroxide in isotropic black lead および porosity, pore distribution および pore shape に governs される. ま た, pyrolysis carbon coating material で は film thickness と と も に through the low speed が く な る が, a ー C: H film で は poor black lead と が な く き by laminating の membranous に く dependent す る. In black lead, に dissolves た hydroquinone, 拡 disperses と in the pores, 拡 disperses in the particles, and the two-channel <s:1> で releases する at a rapid されて rate. 3. Acidification; Pyrolysis carbon coating material の acidification rate は isotropic black lead と compare す る と 1 low girder い が, small Si add black lead は acidification speed は さ い が, active エ ネ ル ギ ー は black lead と ほ ぼ with じ で あ っ た. 4. Resistance to <s:1> irradiation; Hydrotin core <s:1> <s:1> irradiation によるメタ <s:1> incidence rate および irradiation excitation sublimation rate <e:1> black lead plate <s:1> ロな ロな structure に dependent on <s:1> な <s:1> とが とが とが fraction った. The saturated water content of <s:1> isotropic black lead で ほぼ ほぼ ほぼ is constant であるが, and the internal <s:1> concentration distribution に is large が な な is different from が が. The effect of また and He <s:1> <s:1> <s:1> irradiation on the <s:1> absorption of hydrolysin is significantly reduced に. The effect is がある とが とが. The surface に metal を is coated with するとメタ <s:1> hydroquinine <s:1> and then combined with を to promote the するため reduction する. The による loss rate of neutral hydrophobic atoms is による 10^<-3> and <s:1> による ダ ダ であった であった であった であった. Irradiation に よ る structure - the は exposure の raised plus と と も に レ ン ズ shape space - twin - shape - > amorphous と - し, injecting chemical kind に dependent し な い. 5. Thermal and mechanical properties; Black lead has a positive <s:1> correlation with heat impact resistance <s:1>, thermal 伝 conductivity, pore size と, thermal expansion coefficient, strength and density と and a negative <s:1> correlation がある. Growing crack advanced を adjustable べ る と carbon 繊 d composite reinforcement material は black lead に smaller than べ さ く, ま た heat load に よ っ て も damaged し な か っ た.

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
中山喜明: "材料から放出される混合気体の定量的定量分析" 真空. 32. 415-418 (1989)
Yoshiaki Nakayama:“材料释放的气体混合物的定量分析”真空。32. 415-418 (1989)
  • DOI:
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    0
  • 作者:
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M.Sakai: "Fracture toughness and fiber bridging of carbon fiber-reinforced carbon matrix composite" J.European Ceram.Soc.(1990)
M.Sakai:“碳纤维增强碳基复合材料的断裂韧性和纤维桥接”J.European Ceram.Soc.(1990)
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Fukuda: "Desorption processes of hydrogen and methene from clean and metal-deposited graphite irrodiated logH^+" J.Nucl.Mater.162ー164. 997-1003 (1989)
S.Fukuda:“清洁金属沉积石墨辐照 logH^+ 中氢和甲烷的解吸过程”J.Nucl.Mater.162-164 (1989)。
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Ashida: "Surface characterization of various graphite by XPS,SIMS and Raman Spectroscopy" J.Vac.Sci.Technol.A6. 2232-2237 (1988)
K.Ashida:“通过 XPS、SIMS 和拉曼光谱对各种石墨进行表面表征”J.Vac.Sci.Technol.A6。
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