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水素が金属を弱くする仕組みを"見る"手法の開発 -水素に弱い高強度金属の弱点克服に大きな一歩-

【発表のポイント】

  • 水素が金属を壊れ易くするメカニズムを解明するために、水素の影响を直接"见る"ことに成功。
  • 水素は金属内を动きながら金属内部构造を変化させる。この水素による金属内部构造の"経时変化"をナノスケールで観察することに成功。
  • 本手法により、水素で金属が弱くなるメカニズムの解明が进み、水素エネルギー用インフラ材料の开発促进に寄与することが期待される。

【概要】

东北大学金属材料研究所の小山元道らは、电子顕微镜(走査型电子顕微镜:厂贰惭)を用いて、水素が金属の内部构造に影响を与えている様子の経时変化をナノスケールで観察する手法を开発しました。

水素は金属を弱くします。特に高强度金属では水素の影响が顕着です。例えば、金属部材が水素ガスに曝されると水素原子が金属中に侵入し、金属が壊れやすくなるので、水素エネルギー社会のインフラ用构造材料に高强度金属を応用するときのボトルネックとなっています。このため、水素が金属を壊れやすくするメカニズムの解明が强く求められています。このメカニズム解明を阻む大きな原因の一つが"见る"ことの难しさです。水素は最小の原子なので、金属中で动き回り、ときには金属の外に飞び出してしまいます。このため、水素の动きに合わせて、刻一刻と変化する金属の"内部构造"を、"ナノスケール"で"时间"を気にしながら见る必要があります。

本研究では、电子チャネリングコントラストイメージング法という手法を用いて、水素添加した金属の内部构造の経时変化をナノスケールで见ることに成功しました。本手法は、他の手法と比べて対象とする試料形状の制約が小さいため、様々な形状の金属片中および負荷環境での水素の影響を見ることができます。より高強度かつ水素に強い材料を開発するため、本手法は水素関連研究全般に寄与することが期待されます。本研究の詳細はScience Advancesに2020年6月5日(米国時間)に掲載されました。

図1 水素導入後の金属内部構造の経時変化。上から1、2、3時間経過後の像。

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问い合わせ先

(研究内容に関して)
东北大学金属材料研究所 耐环境材料学研究部门
准教授 小山元道 (こやま もとみち)
罢贰尝:022-215-2061
贰尘补颈濒:办辞测补尘补*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)

(报道に関して)
东北大学金属材料研究所 情报企画室広报班
罢贰尝:022-215-2144 贵础齿:022-215-2482
贰尘补颈濒:辫谤辞-补诲尘*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)