【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TU0112
利用課題名 / Title
ステンレスガス配管溶接部における微量水分吸着の基礎検討 / Fundamental study of trace moisture adsorption on welding surface of stainless tube
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
接合, 表面処理,MEMSデバイス/ MEMS device,IoTセンサ/ IoT sensor
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)
辻 俊宏
所属名 / Affiliation
東北大学大学院工学研究科材料システム工学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
辻俊宏
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
渡邉拓
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術相談/Technical Consultation（副 / Sub）,共同研究/Joint Research
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
高性能な二次電池用電極材料や青色LED材料など微量水分が悪影響を及ぼす材料プロセスで利用される、内面が電解研磨された高純度ガス用ステンレスガス配管において、溶接部が微量水分の吸着に及ぼす影響を検討するために試料となる試験体の作製を行った。この試験体の製作においては、共同研究を行っている東北大学マイクロシステム融合研究開発センターと技術相談を行い、東北大学試作コインランドリにある自動溶接機を用いて試験体を作製することに至った。
実験 / Experimental
真空二重溶解で精製されたSUS316Lのステンレス配管(外径1/4インチ)に対して、パイプカッターで切断し専用工具を用いて端面を切削し、東北大学試作コインランドリの自動溶接器(CAJON SWAGELOK, CWS-D100)において、マニュアル記載の標準的パラメータを用いて溶接を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1は同じ管材料(VALEX製, VIM/VAR)に対する溶接加工の結果を表す写真である。左写真は溶接された外表面を表す。専門業者に溶接を外注した場合にも本課題を通じて申請者が溶接を行った場合にも見かけに大きな違いはなかった。一方で、右の写真は管の内表面を表す。業者が行った場合には光沢のある表面が現れたが、自身で溶接を行った場合には酸化被膜が顕著だった。ステンレス管本来の性能を利用するためには溶接条件改善のための予備検討が必要なことが分かった。一方で、本課題の申請を行った経緯は、このような溶接不具合箇所を作製して独自に開発してきた微量水分センサにより微量水分の吸脱着の影響を検出可能であるか検討する点にあったため、研究の目的は達成することができた。尚、このような溶接組織は微量水分(40 ppbv)を含んだ窒素ガス(100 sccm)のパルスに対して、パルスの通過時間を遅延させる影響があった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Welded surface of stainless steel tube, where left an right pictures represents outer and inner surface.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
科学研究費助成事業 基盤研究(B) スレンレス清浄配管評価のためのボールSAW微量水分インバースガスクロマトグラフィ(19H02148)
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.
- 辻 俊宏，福士 秀幸，大泉 透，竹田 宣生，岩谷 隆光，赤尾 慎吾，塚原 祐輔，山中 一司，小原 良和，三原 毅，“ボール SAW 微量水分センサによるステンレスガス管内面の非破壊試験の基礎検討”超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム(USE2022), 令和4年11月9日．
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