【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.08】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT0051
利用課題名 / Title
大強度粒子加速器標的材として採用可能な超耐熱タングステン合金の製造法に関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学
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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
高融点金属, タングステン合金, TEM観察,電子顕微鏡/Electron microscopy
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)
長江 正寛
所属名 / Affiliation
公益財団法人 応用科学研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
清村 勤
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-403：モノクロメータ搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
大強度高エネルギー陽子加速器の標的材料として期待されるタングステンは、再結晶脆化・照射脆化の課題を抱えている。これまで東北大で開発されてきたW-TiC合金の研究・開発を引き継ぎ、更に発展させることによって、W-TiC合金よりも耐熱性に優れ、再結晶脆化・照射脆化の課題を解決した、従来の純タングステンと比較してビーム受入強度を飛躍的に高めるW-合金の開発を目指す。
実験 / Experimental
W粉末にTaC粉末を添加し、メカニカルアロイングによってTaとCをWに強制固溶させた後、HIP焼結を行いW-TaC系合金焼結体を作製した。得られた焼結体から厚さ0.1mm、直径3mmのTEMディスクを切り出し、電解研磨によってTEM観察用試料を作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
図1にW-3.3TaC合金のSTEM像および元素マッピング結果を示す。約0.1mmから0.3mmの粒子がW中に分散しており、元素マッピングの結果から判断すると、これらの粒子はTa-Ti-O-C系の酸炭化物であると考えられる。図中赤矢印で示した析出物に着目すると、TaとTiが検出されるにもかからわず、OとCは検出されていない。図2に図1の試料を裏返して観察・分析した結果を示す(図1とは左右が反転している事に注意)。図１とは異なり、赤矢印で示した析出物からはOとCが検出されていることが分かる。これらの結果から判断すると、図１の視野で見た時、赤矢印で示した析出物は電子線照射面の裏側に露出した粒子であり、その様な粒子から発生するO、Cの特性Ｘ線は、低エネルギーであるために、マトリックスであるWに吸収されて検出されないことが明らかとなった。この結果はW合金のEDX分析結果を正しく解釈する上で重要な意味を持つ。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1. W-3.3TaC合金のSTEM像および元素マッピング結果
図2. 図１の試料を裏返して観察した時のSTEM像および元素マッピング結果
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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