2012年研究カタログ
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■ 研究担当:安白/飯島高志/栗山信宏 ■ 水素材料先端科学研究センター 水素脆化評価研究チーム■ 連携担当:栗山信宏 SPMによる水素脆化メカニズム解明研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●水素利用において安全上重要な問題である水素脆化を解明します ●高圧水素貯蔵容器やパイプなどの材料の水素脆化評価を行います ●ナノスケール観察で水素脆化亀裂の生成・成長機構を解明します 水素利用において、金属材料の機械特性を劣化させる水素脆化現象は最大の問題です。特に、燃料電池自動車を2015年から普及させるために、水素脆化メカニズムの解明と、水素貯蔵容器及び関連インフラ材料の水素脆化評価技術の規格および標準の整備・強化が欠かせません。我々は独自の水素脆化評価装置を用いて、実用金属材料の水素脆化評価を行うと共に、走査型プローブ顕微鏡(SPM)などの先端ナノテクノロジー技術を用いて、ミクロレベルで水素脆化機構を解明し、金属の微小領域での水素脆化評価解析技術を構築します。 SUS304、SUS316などの準安定オーステナイトステンレス鋼の水素脆化は、オーステナイト(γ)相からの歪誘起マルテンサイト(α’)相変態に大きく影響されますが、亀裂生成との関連は明らかではありませんでした。そこで、歪誘起水素ガス放出法と原子間力顕微鏡(AFM)及び磁気力顕微鏡(MFM)を組み合わせ、高圧水素チャージしたSUS304とSUS316の室温から低温における水素脆化亀裂の生成・成長とα’相変態の関連を調べた結果、 α’相変態に伴い水素がα’からα’/γ相界に集合し、亀裂が生成することを明らかにしました (図1)。●金属材料の水素脆化現象の解析●高圧水素利用材料の水素脆化評価試験●材料特性に及ぼす水素の影響の解明図1 SPMを用いたSUS304の室温水素脆化亀裂の観察 (a)AFM像,(b)MFM像● 研究拠点つくば西17環境・エネルギー分野第3会場E-02E-02

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