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[NRIMNews1981-11.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/39c53453-a432-4e10-8ddc-93684ceca777/download)

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吉沢 慎介

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[金材技研ニュース 1981 No.11](https://mdr.nims.go.jp/datasets/4eb15631-b488-40fa-a0cb-737eae13edb5)

## Fulltext

金属技研ニュース　1981　No.11i①一．ゼEoo一一〇〔ωoo‘箏○コーooo－○匝あ○眈oo一］o－Eo－ooO］一〇〇’0E0f000眈o〇一一〇〇一〇一眈○眈ωEo．但≧聖三…ω…Z－ooω］0f←N0．11金属材料技術研究所夢のエネノレギーの実用化を目指して核融合炉第一壁用低Z被覆材料の開発　核1融合炉は，人類の窮極のエネルギー源と言われ，21世紀の実用化へ向けて各国がその開発に努力を傾注し，数年先に「臨界プラズマの実現」を目ざして，しのぎをけずっている。　核融合炉の開発においては，材料の開発がその成否を左右すると言われるほど重要な意味を持っているが，炉材料，中でも数千万度の高温プラズマに面する第一壁材料の開発が，重要な課題になつている。　第一壁は，プラズマからの高エネルギー粒子の衝撃により種々の表面損傷を受け，その結果，壁材が不純物としてプラズマ中に混入し，その温度を低下させるという好ましくない結果をもたらす。この壁材自身に起因する不純物に対する対策として，近年，耐熱性の高い低原子番号元素からなる材料（低Z材料）を第一壁に適用する研究が，活発に進められている。これは，原子番号Zが小さいほど，プラズマ中に許容できる不純物濃度を大きくとることができるからである。低Z材料の多くは、成型加工の難しい耐熱セラミックに属するものであるため，第一壁に適用する場合には，基材を被覆する方法が一つの有効な技術手段と考えられている。　原子炉材料研究部では，これまでに，Mo基材に対してSiC，Si－C－Al－O化合物，耐熱性のより優れたTiC，VCなどの低Z材料をとりあげ，被覆技術の検討，得られた材料の熱的及び表面照射特性の評価に関する研究を巡めている。　写真は，Ti蒸気とアセチレンガスを原料にして，高周波励起型イオンプレーティングにより，Mo基材上にTiCを被覆した材料の断面を示したものである。（A）は，アセチレンガスの低温プラズマ中での炭索の析出が溢度に顕著に依存することを利用して，蒸着初期に基板の加熱様式を工夫して作製したものであり，（B）は，基板温度一定で行う従来法によったものである。（A）では高温に曝された際，TiCが界面に沿って析出するのが特徴で，」種の襖効果により、皮膜一基材問の密着1生が著しく向上することが明らかになった。現在，皮膜組成比のより厳密な制御等により，高汀．岐定性の改善を試みている。　　　　　　　　　　　　　　　　　　’（A）基板温度制御を行なった場合　（B）基板温度一定の場合　　写真　モー」ブデンを基材にしたTiC被覆材1石炭をエネノレギー源として甦らせるために石炭液化・カス化装置用材料の調査研究終る　低価格の石汕におされてエネルギー主役の座を去っていた石炭が，近年の石油危機をきっかけに，再ぴ脚光をあびてきた。石油に対する石炭の強味は，その塊蔵鐙が約1桁大きいこと，及び’阯界的に広範舳こ分布していることである。しかしその反面，石炭は鰯体であるため、採棚，輸送，矛胴の点で不便があり，新エネルギー源として再・登場させるには液化，あるいはガス化のような流体化技術の確立が不可欠とされている。　エネルギー機器材料研究グループ，金属加工研究部，腐食防食研究部，溶接研究都及び工業化研究部では，このような石炭転換プロセスに使用される材料に関する調査を実施し，主要な石炭液化及びガス化プロセスと操業条件，各種装置に用いられる材料とその使用上の聞題、削こついて，多くの知見を得た。　石炭の液化及びガス化には櫛々のプロセスがあるが，遜常，かなりの高君、i剤王反」芯を伴う。しかも石炭斗1のS，C1等による腐食，酬本粒子による摩耗が同時に作用し，反応ガス中の水索による侵食もあるので，装置用材料は厳しい環境にさらされる。表にホすのは米1ヨヨにおけるガス化及び液化プロセスの材料に関するトラブルの集訓列であるが，腐食とエロージョンによる畿故が金体の過半数を1当めており，この例からも材料のさらされる環境の蹴しさがうかがわれる。　石炭転換プラントの方式は，現孜必らずしも確定しておらず，今後も改良等を含めて流動的な要素が大きい。また，実際の連転に際しては，原料となる石炭の成分や性状も大11榊こ変動する。使崩される材料は，炭素鋼、低合金鋼，ステンレス鋼，耐熱含金等，多概にわたるが，これらの材料の挙動は，このようなプラント条件によって大きな彬辮を受ける。一方，プラント内の高淋，高圧，腐食性雰囲気をシミュレートするには大規模な装故を必要とする．｝二，プラントの鮒用瀞命に近い長11等閉テストを行うのは実際上不可能である。　このようなことから，材料研究のための実験は次のように考えるべきであるという縞論を得た。　すなわち，（1）ブラント条件に近いシミュレーション試験は，特定のプラントに対して用いる材料を数櫛の市舳1オ料からj韮択する必要・がある時に行うべきである、（2）プラントの改良や新しいブロセスに対応して，より良い材料を㈱発したり，実験段階にある多数の材料の遊洲を行ったりする場含には，なるべく簡雌な装滋を用いて加速された条件の下で研究を行うのが遭当である。　本年度から新たに編成されたエネルギー機器材料研究グループでは，以上の調稔緒衆を一；、まえて石炭転換ブロセス潮材料の研究にあたっている。また，調沓概究に並行して行われた（財）石炭披術研究所の御好意による，石炭ガス化プラントでの刊＝五販材料の曝窮実験は，600hまでの実験を終え，卿こ長時閉の1曝雷客が予定されている。表　米目司における可祓ガス化ブ’ラント（7f1重）と液化ブラント（2手1童）の材料に閥するトラブル0）1褒1洲1」丁牛数炎　（Fourth　Annual　Co㎡eronoe　on　Materi田1s壬or　Coal　Conversion　and　Utilization，UIS．DOE，0ctober工979）スポットニュースNb－Ti合金芯を用いてNb3Sn複合加工超電導線材の特性改善　高磁界を必要とする超電導マグネットの有力な線材として，Nb3Sn複含加工線材の闘発が遊められているが，純Nb芯とCu・Snブロンズを複含する従来の方法では，上部臨界磁界Hc2が低く，12丁以、1二の磁界発生が困難であった。今固，Nbに0．5～5原子％のTiを添加した含金一㌫を用いる複合加］1二線材を開発し，臨界淋度を約O．5K，Hc2を約雀丁、15Tにおける1臨界電流密度Jcを約玉O榊こ改善することができた。更に，160～280本の含金芯を含む極糸1H多一し；線の言式作に成功し，ブロンズを含めた金線材断湖積当りのJcとして2×工04A／c㎜2（16T）が得られた。含金芯の加工性も優れており、15丁以」二の高磁界マグネット用線材として，極めて狩望である。　　（傲低揺、一ヰオ料鮒究グループ）　セラミック／金属複合体の創製　省エネルギ，資源の有効利用等が強調され，技術立簑；1が叫ばれている中で，当所では，産薬廃一棄物，化学工薬，地熱発電，航空字宙，原子力等の分聖矛で，披術闘発上の共通のネックであり，早急に解決を求められている諜魑を，材料披術の繭から調査し，当繭取り組むべき方1右jを検討した。　この緒果，鮒食性を柱にして，耐熱件，耐燦耗性，成彬性等を含せ持った材料の闘発が要求されておリ，これに応え得るものとして，金属とセラミックとの複含体が，現状では■鍛も妥当なものであることが明らかとなった。これらのことから，現在，異種材料の結合性，複含素形材の加工法およぴ性能評伽に関する研究に蒲手する雌備が雌められている。　　　　　（溶接，腐食防食，金属加工微究郁）　チタンの新製造法一熱分解法の　実用化を検討　近年，チタンの需要増大は著しく，鐙産化体制の強化と並行して，現行のクロール法以外の連続製錬法や新製造披術が模索されている。当所では，特に連続化による生産惟1fl1上を目的として，熱分解法によるチタン製造の実用化についての研究をj盤めているむこの方法は，ペンシル獺チタン棒の白熱した先端にTi互ヰの予熱然気を高速で吹き付け，分解析出するチタンで棒を成長させるもので，従来のスポンジチタンの二重真空アーク溶解と分塊圧延工概を省1喀し，TiI4蒸気から直接チタン丸棒を製造できる。これまでの研究で，成長部の長さ30mm、艘度Hv80，成長速度29／h，丁山蒸気の分解一率20％以上の結果を得た。　（製錬研究部）最新のデータを加えて増補改訂版を刊行一クリーブデータシートNRlM／CDS／No．20A及び21A一　5年前に発行された金材披研クリープデータシート（NRIM／CDS）No．20（STBA20，ボイラ・熱交換総閉管O，5％Cr－0，5％Mo鋼，9ヒート）とNo．2王（SCMV3－NT，ボイラ圧力容勝用利妃、25％Cr－0．5％Mo－Si鋼、工3ヒート）が，この度，撤新のデータを力11えて蛸補改訂され，No．20A及び21Aとして，9朋0日付で干1」行された。改訂版では初版の1～2万1時閉までのデータに比べて，最畏約6万時間までの破断データ（破断時1渕の総和は洲方含せて約580年に棚当）を含むばかりでなく，姜式験前の顕微鏡組織や王O万1時r舳波断強さの推定他も表ホされている。　　　　　　　　　　　　　（クリープ書式鰍郁）　　　高温用P一型熱電素子の　　　企業化に着手　当概究所の特許「高榊≡脅P一型熱篭素子」（特許鵜930733号・牛宇公齪召52－47677）＃ま潟〒芋支称刊淵孝邑鶏一謹…団のあっせんにより，凍京電気化学工薬㈱において企業化されることとなった。　この素子は，欽けい化物にTi，Cr，Mn，及びMoを含有させたP一惚熱電素子であり，従来のFeSi2にAlを添加したP一犯熱電素子に比べて高榊こおいても熱起電力の劣化が起らず，耐熱，耐蝕性にも優れており、特に燃焼ガス申での使用に大きな効果が期待され，ガス撚具等の小電源としての広範な利用が螂待される。　（機能材料研究部）特許出願速報1」・臓1日 出綴番号 発 明 の 名 称 出願臼 出願番号 発 日月 の 名 称56．4．8 51864 Nb3Sn拡散線材の製造法 56． 8．王2 126497 銀一酸考ヒ等勿系芋妾、叙材米斗（至）56．6．12 91390 裟波溶接方法 56． 8．｝2 126498 銀一酸化物系接一1’、（才才料（H）56．6．22 95240 溶徹金属の高速籍、冷法 56． 9． 3 137841 N1基耐熱含金（イ）56．6．25 97484 わずみ鋳鉄の鋳造法 56． 9． 3 I37842 N1一基耐熱合金（口）56．6．25 97485 わずみ鋳鉄の鋳造法 56、 9I 3 137843 Ni基耐熱含金（ハ）56．8．4 ユ2ユ478 Nb3Sn5趨稽：；簿糸泉才オの婁呈達三享去 56． 9．I0 141697 疲れ試験用剛性補徴装樹56．8，4 王2ユ479 Nb3Sn微合超電導イ本の製造法一◇短　信◇⑧海外出張石原只雄　腐食防食研究部主f閉＝究官　　　　　　　第8回1ヨ三i際金属腐食会議に一．1席のため　　　　　l1帥156年9パ4巳から昭和56年9月1畑　　　　　まで藺ドイツ1ヨllへ舳長した。吉松史朗　工業化研究部長　　　　　　　「ニオブ（Nb）を含む鉄鉱石の精錬技術　　　　　に閑する研究」に閥する研究調査，実一駿　　　　　立合及び意見’交換のため昭孝1，156年9♪j5　　　　　日から昭和56年9月24日まで『’1華人上迂共　　　　　矛咽へ舳髪した。平野敏幸　原子炉材料棚＝究郁卦壬研究官　　　　　　新川；■一原子炉用Fe－Ni－Cr合金の冷却材　　　　　との・共存性に関する研究のため昭和56年　　　　　9月14ヨから昭和57年9月13冒までの予　　　　　定でアメりカ合衆国へ出張した。熊倉浩明　　敬f氏揺、一機総材料俄究グループ研究負　　　　　　A一ユ5榊化合物趨電導線イ；オとその応用　　　　　に閥する鮒究のため昭和56年9月4［ヨか　　　　　ら日帥］57年9／＝13ヨまでの予定でアメリ　　　　　カ含衆固へ出席した。字目ヨ雅廣　機能材料研究部窮5研究室長　　　　　　金属及び金属化含物の趣微粒了・化技術　　　　　とその応用に1裳1する研究調倫のため昭和　　　　　56年10ハ8日からl1帥156年11月6臼まで　　　　　アメリカ含衆1巽1へ1’H張した。山崎道雄　エネルキ’一機淵：オ’料研究グループ総合　　　　　棚1＝多ヒ乍…一　　　　　　米11i…1金属学会等の今1if」秋期大会舳脩、並　　　　　びに趨耐熱合金に関する研究調査及ぴ討　　　　　論のため，ヨ］帥156年iO削OBから昭利．156年　　　　　ユ閉25Bまでアメリカ合衆ほllへ一■1．．1張した。太刀」l1恭治　傲低む、．1．機捻材榊芹究グループ総含研　　　　　多ヒ’1一；ゴ　　　　　　　日米セミナー「超斑導エネルキ’一貯蔵」　　　　　‘こと，’｛1絡の犬こ夕う，　日召利．156圭戸10月ユ7日カ・ら11召　　　　　不1，156年10／112舳までアメリカ含衆1ヨllへllH　　　　　張した。’」）コ　　薗享　　くを右靖〃i］’ニイi刀：多ヒ音1∫仰j－1‘1三餌苫2棚F多ヒ劣ミ士乏　　　　　　金属材料の加工披術に閥する研究調倫　　　　　及び討、諭のた州帥．156年州三ヨ19日から昭　　　　　和56年ユ川至Bまでフラン刈1長1及ぴスィ　　　　　ス■三1…］へ閉帳した。萩原益夫　倣加：才料研究部主f閉＝究官　　　　　　超独力鋼の水■素環蜘脆化に1装1する研究　　　　　のため■一1帥．156年10♪」1畑から昭和57年10　　　　　月工3日までの予定でフランス国へ1出張した。繍．集兼発行人印　　　　届11　適・巻第275号　　　　　　　吉　沢　　　介株式会杜三典印刷東　京　者崎　菜折　｛盲　区　｛言　亨農　霞丁　ヱ2　　　東京（03）35ト38川代表）発　行　所 科学技術庁金属材料技術研究所　　■東京翻目二黒区中目、…黒2’］’’目3番12号　　　　　東京（03）719－2271（代表）　　頚舌　　優董　　番　　号　　　玉53一4一