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[NRIMNews1988-08.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/604ed42d-e393-49a2-bc5c-9e0beef9ae09/download)

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木村 良

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[金材技研ニュース 1988 No.8](https://mdr.nims.go.jp/datasets/fea20aa7-e9fd-4572-b631-2ecbbddff345)

## Fulltext

金属技研ニュース　1988　No.8七①一．ゼEoo一一〇EωEo．oo］一〇〇〇一〇〇＝あ○蜆oo一］o－Eo－ooo］’oo’0E0f000眈o〇一一〇〇一〇一眈○眈ωEo．但≧聖三…ω…Z－ooω］0f←■■金属材料技術研究所アセアンとの科学技術協力衡食関係の2プロジェクトがスタート　アセアン（ASEAN）とは，①タイ，②シンガポール，③マレーシア，④インドネシア，⑤ブルネイ，⑥フィリピンの6ヶ国から’士る東南アジア諸国連合のことである。アセアン諸国との共同研究を主体とする科学技術協力は，1983年の中曽根前首相の提唱に端を発した。このプロジェクトは，国際協力事業団（JICA）の協力制度により実施するもので，我が国の国立研究機関とアセアンのパートナーとなる研究機関との間で共通なテーマを設定し，専門家の交換や機材の供与等を行って，共同研究を進めることになっている。¶イ　ンド．洋㌧㌧　7＋一’北1U1帰線＜フ　　　　太。⊥．私吋　南　　　　　　　　　洋　シナ海呉　　　　　　π曲駅〆　　　　　　　　　材料科学関係では6つのプロジェクトがスター　　　　　　　　　トするが，開かれた研究所を目指して国際交流の　　　　　　　　推進にも力を入れている当研究所は，このうちの　　　　　　　　2つのプロジェクトを担当する。その内容は，い　　　　　　　　ずれも大気中における金属の腐食に関するもので，　　　　　　　　1992年までの5年問にわたって共同研究を行うこ　　　　　　　　とになった。フィリピンとのプロジェクトにおいて　　　　　　　　は金属被覆の劣化，タイとのプロジェクトでは有　　　　　　　　機被覆の劣化を重点に研究を進めるが，同時に気　　　　　　　　象や大気汚染なども調べて，金属の腐食や被覆層　　　　　　　　の劣化と’の関連を求めるとともに，アセアン諸国　　　　　　　　の環境に適した表面処理法を明らかにしていく予　　　　　　　　定である。　　　　　　　　　腐食による経済的損失は，先進国においてGNP　　　　　　　　の1～3％に達すると報告されている。高淵止多湿　　　　　　　　なアセアン諸国における腐食による損失は，定量　　　　　　　　的なデータは少ないが，非常に大きいことが容易　　　　　　　　に予測される。今回の2つのプロジェクトは，熱　　　　　　　　帯地方における腐食による莫大な損失を軽減する　　　　　　　　ために重要であるのみでなく，毎年相互に数人の　　　　　　　　専門家や研究員が相手国の研究所に滞在し，一緒　　　　　紅　　　　　　　　　　　　　　　に研究したり情報を交換すること　　　　　　　　　　　’　　　　　　　　　一　■　　　　　　　一　一　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　になっているので，こうした人的交　　　　　　卿　　　　　　　　　　　　　　　流が，日本とアセアン諸国の問の　　　　　　　　ク　　　　　　相互理解のためにも役立つものと　　　　　　　　　　　　　　　期待される。1ビスマス系・タリウム系酸化物の臨界磁界を測定実用金属系超電導体のH。。を大幅にしのぐ　液体窒素の沸一1匁（77K，一196℃）において趨電導性を示すイットリウム系酸化物（Y－Ba－CrO）が発兇されて以氷，より高い脇榊1，、一度（TC）を持つ物質の闘発を目指した研究が，批界I†1で進められている。本年王川こ，当研究所は世界で初めて，Tcが100Kを超えるビスマス系■酸化物（B1－Sr－Ca－Cu－O）を発兇した。これに統いて，アメリカではTc125Kのタリウム系1唆青ヒ物（TトBa－Ca－Cu－O）が発兇され，常訂，、惚電導の実現も夢ではなくなろうとしている。しかしながら，実用の而から考えるとTCが高いだけでは，趨斑導体の特牲として必ずしも充分ではない。というのは，超電導休に強い磁界を加えると，超電導でなくなってしまうおそれがあるからである。超電導休をコイルに巻いて強力なマグネットを作る場含には，強い磁弊が作用しても趨電導状態を保っているようなものを，使用する必要がある。ある汚、．破において超電導状態を保っている撤高の磁界を，その打．．し度における．」二郁1臨界磁界（Hc。）というが，強い磁界が作用する場含には，このHC。が充分に商くなけオしばならない。　酸化物超電導体の実用化を匡喘してHC。の商い材料の閉発にも鋸めている当硲究所では，ビスマス系およびタリウム系酸化物のH。。を初めて測定して，その縞果を閉らかにした。さて，このHc。は遜常，電気祇抗と渚．し度の関係を示す趨電導遷移1排1線から求める。図1は，いろいろな強さの磁弊の中で測定したタリウム系酸化物の趨電導避移悩1線である。高11、乱から趨電導体を冷却していくと，ある批、一度で電気祇抗が急激に低下し始める。このときの電気祇抗の1／2の祇抗傲（I二1］一削になる汀，一度を求めると，そのときに加えていた磁弊をこのll，、一度におけるHc。という。このようにして求めた酸化物趨電導体のHc。と訂，、、度の関係は，図2のようになる。ただし，この測定の際に加えた磁界は12T（テスラ）までであるので，それより先は趨電導体に関する従来の理論を使って計算してある。　実潮的な繊．1匁から煎要な，液体窒素の汀．t度におけるHc。の倣は，イットリウム系酸化物は約20Tであるが，ビスマス系酸化物は約60T，タリウム系1駿化物では約80Tに逮する。現豹1の実用超電導材料で茅）るニオブ3スズ（Nb3Sn）の，液体ヘリウム訂．，、度（雀．2K）におけるHc2が約20Tであることを考えると，今1亘1のH。。の泌」定締柴は，ビスマス系およびタリウム系酸化物趨電導体が，共に液休窒素油．一度で作動する趨篭導マグネットの線材として，有望であることをホしている。ただし，タリウムは⇒1≡徽に嚇性か強い元素であるので，タリウム系駿化物の実用化には，棚当なi馳慮が必要となろう。　なお，言式料作製法の改善や結総の異’方件を考1鞍するなどにより，図1の避移鮒1線の傾斜がもっと慈、になり，Hc2の値を1ヌ12にホしたレベル以．1二に痢．1二させることも可能と思われる。命後，これらの間纏を倣討するとともに，酸化物趨電導休の実用化に際して重要な，もう一つの特性である臨界篭流密度（Jc）についても、詳細に調べることにしている。昌α三吐　］T］！C帥B帥C山O上12・　。，しO・　　　　　60　　　　　　呂O　　　　　lOO　　　　　I20　　　　　i卓O　　　　　　　　　打．、壬　疫　（K〕図1　タリウム系酸化物の磁榊1二1で’の鮒」区導遷移閉1糾←＝＝　　　　　0　　　20　　　40　　　60　　　80　　100　　120　　　　　　　　詰、｛　」変　｛K）図2　酸化物趨電導体のI．．1二音11臨弊磁弊の舳斐依存性スポヅトニュ’ス対話方式で合金を設計するシステムを開発　当研究所では，対象をα相とβ相とからなるチタン合金に絞り，最初に合金の組成と熱処理汕．し度をコンピュータに入力すると，α相とβ相の組成と量などの組織に関する情報と，弓1張り強度や比強度などの機械的特性に関する情報が得られるシステムを開発した。　このシステムでは，入力した組成と熱処理温度をどう変化させると機械的特性がどのように変化するかも，ブラウン管上に右の例のように表示される。この表示を見ながら組成や熱処理沽、岐を少しずつ変えて，要求を満足する合金を効卒よく決めることができる。耐ナトリウム性に鋼中のチタンが微妙に影響　原子炉の燃料に使うプルトニウムを生産する高速増殖炉の炉心材料には，イットリア（酸化イットリウム）を分散させたチタン添加フェライト系鋼（MA957）が，高速中性子の照射に耐える特性とクリープ特性が共に優れているので，適している。この炉心から熱を取り出すのには，冷却能力が大きい液体のナトリウムを高流速で循環させる必要がある。　当研究所では，上記の鋼を高温・高流速の液体ナトリウム中に約4ヶ月問浸漬して，その挙動を調べた。その結果，ナトリウム中に含まれていた微量の炭素や窒素が鋼中に吸収され，表面は不規貝1」な形状になった。鋼成分のクロムはナトリウム中に溶け出すが，腐食速度は比較的小さく，強度の低下も認められなかった。　この鋼の液体ナトリウムによる腐食挙動が通常のフェライト系鋼の場合と異なるのは，鋼内部に炭化チタンおよび窒化チタンが生成し，表面ではチタン酸ナトリウムが生成するためと考えられる。このように，この鋼の耐ナトリウム性についてはまだわからないことが多いので，その解明を急いでいる。迅速で精度の良い酸素定量法を確立　アルミニウム基合金に各種のセラミックスの粒子を分散させて強化した複合材料は，高温での特性が優れているが，この材料を機械的合金化法で作る際に入り込む酸素が，材料の耐熱性に大きく影響することがわかってきた。　アルミニウム中の酸素，特に粒子分散型複合材料中の酸素の定量は難しい分析法の一つで，通常の炭素還元による分析法は確立されておらず，うまく定量できなかった。当研究所では，試料をニッケル箔で包んで黒鉛るつぼで加熱し，発生する一酸化炭素の量から酸素を定量する方法を検討した。この際のニッケル箔の使用量や加熱温度の影響を詳細に調べて最適分析条件を明らかにし，精度の良い酸素の定量法を確立した。なお，分散粒子が窒化ケイ素や炭化ケイ素の場合はこれでよいが，分析が困難なアルミナの場合には，試料をニッケルとスズの合金の箔で包み，黒鉛の粉末と共にるつぼに入れて溶解すると，再現性の良い結果が得られる。　より優れた高温特性をもつ粒子分散強化型アルミニウム基複含材料の開発のために，迅速で正確なこの酸素定量法の寄与は大きい。国際研究交流の推進　当研究所では，・賛111際研究集会への参加や外国人研究者の受入れなど，各概の制疫を活用して国際交流の擁進に努力してきていますが，撒近、その件数が飛耀的に増大してきています。　今後とも、團際的に開かれた研究所として，なおいっそう困際交流に，積極的に取り級んでいくことにしています。6050人40数3020王o傲究上。｛の海外派j遣外1正1人研究’猪の棚へい■㈹禁舳を純〕5　　56 8坤三度クリープ受託試験の現況　当研究所は，昭和42年に制定された「金属寺オ料技術概究所クり一プ試験受託槻概j　（科学披術庁詞11令第69号）および「金属材料技術研究所クり一プ試験受託約款」に基づいて，企薬等からの委託を受け，クり一プ試験を実施しています。　昭和42年度に闘始してから昭和62年度まで21年間を経過しましたが、ここでは62年度の試験実施状況について轍皆1します。　愛託試験受理状汎は下表に示すとおりで，昭和62年度については，件1数が52件（飾年度よりの継奇涜30伺二，　菊τヲ現22伺＝），言式聖験片≡数342オ（、　二延毒式聖験1晦閉が994．0821I糾竈で，試験片1本当りの平均書式験1I抑…jは，クリープ試験が3，132時間，クリープ破断試験が2．5701時閥です。受託試験受理状況lx　　　　　　分 42～61年度 62年度受　理　件　数（件） 1垂8 11 159クリープ沽，〕変別 300～600℃ 呈，06ヱ 70 至，工3呈書式験ハ’数 601－800℃ I24 28 152葦式　　験（4〕80王～1000℃ 105 24 129小　　　計 1，290 i22 呈，412受　　理　　終　　数　（外） 397 11 408クリープ淵、度別300～600℃ 3，257 69 3，328．1式験片数60王～800℃1182， 至3 王，195破断書式験（オ）80ユ～1000℃ 702 20 722小　　　計 5，143 102 5，245台　　1，1受　　理　　件　　数　（件） 545 22 567姜式験片数（本） 6，433 224 6，657◆短　信◆●受　蔵　村上奨励費　力学特性研究都　堀都　進　「金属材料の機械自勺性質、とくに疲労現象とその微槻自勺金属組織の面からの本質究；・リ1l」により、昭和63年6列2匠1，上記の賞を受けた。●海外出張　禾口田　　仁　　雛1猟究グルーブ努菩4サブグループ　　　　　　　リーダー　「超寵導材料の書式1験評価技術に閥する識介」のため、7／ヨ8日から7J三j2Hほでイキ’りス，ベルキ’一，オランダヘ舳呈ξ上原　満　炎伽界i面」1制御研究都主征併究て童ゴ　「熱12固磁性灘膜表嚇鰯際会議一舳席等のため，7肥3E1から8胆Hほでフランスヘ舳長　　　　　　　適巻鏑356勢繍礫兼発行人　　木村　良印　　　馴株式会社三　興　印　刷　　　　　　メ迂京老…玉・莱斤イ義［……二世鉋上子し而盲［週2一至一10　　　　　　電諦策京（03）2C5－5991（代表）発行妖科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　災京都竃燃区1二1＝1冒、熱2丁崖！3番12考　　　　　　　電一、1．3災京（03）719－2271（代剤　　　　　　　垂耶　　假三　　番　　止琴’　　　153