【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.14】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22HK0060

利用課題名 / Title

液体金属環境下における耐環境性を改善させる機能性酸化被膜に関する研究

利用した実施機関 / Support Institute

北海道大学 / Hokkaido Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

電子顕微鏡/Electron microscopy,走査プローブ顕微鏡/Scanning probe microscopy,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

近藤 正聡

所属名 / Affiliation

東京工業大学科学技術創成研究院ゼロカーボンエネルギー研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

北村嘉規

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

大多亮

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

HK-101：ダブル球面収差補正走査透過型電子顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

核融合炉ブランケットでは燃料増殖材として液体リチウム鉛合金の利用が検討されている。この液体リチウム鉛ブランケットでは構造材料の腐食が課題されてきた。FeCrAl合金は熱力学的に安定なα-Al2O3被膜を形成するため、液体リチウム鉛合金と優れた科学的共存性を示すと期待されている。しかし、1ミクロン程度の厚さの皮膜と液体リチウム鉛の化学的反応性は明らかにされていない。本研究の目的は、TITAN G2を用いて液体リチウム鉛に浸漬したFeCrAl合金を

実験 / Experimental

本研究では、東京工業大学において、ODS FeCrAl合金2種類と商業用FeCrAl合金を対象に高温の大気環境下で表面酸化処理を行い、1ミクロン程度の厚さのα-Al₂O₃被膜を形成させた。更に東京工業大学において、FIBを用いて剥片サンプルを作成し、そのサンプルを用いて北海道大学にてTITAN G2を用いたSTEM/EDX観察を実施した。

結果と考察 / Results and Discussion

FeCrAl合金上に形成されたα-Al₂O₃は気孔を有する外層と緻密な組織を有する内層を有している事がわかった。また、被膜の粒界上にはFeCrAl合金に微量に含まれる活性添加元素の酸化物が形成されていることがわかった。その他、被膜と基板金属上の界面の凹凸状態や被膜表面の析出物などの様子も明らかになった。現在成果をまとめた投稿論文を準備している。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

本研究においてTITAN G2を用いたSTEM/EDX分析を実施するにあたり、北海道大学大学院工学研究院エネルギー・マテリアル融合領域研究センターの大多亮さまに丁寧に対応頂いた。感謝申し上げる。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件