[2G01-06] 熱システム

[2G06] 液体金属錫環境下におけるZr合金とTi合金の化学的共存性に関する研究

*萩原 想大¹、坂本 寛²、近藤 正聡¹ (1. 東工大、2. NFD)

キーワード：核融合炉、液体錫、共存性、Zr合金、Ti合金、酸化被膜

核融合炉の液体ダイバータでは液体金属錫(Sn)を冷却材として使用する事が検討されているが、構造材料との共存性が問題となっている。ZrやTiが形成する酸化被膜は熱力学的に安定であり液体金属と化学的に共存しうる可能性がある。本研究の目的は、 Zr合金やTi合金の液体金属Sn環境下における化学的共存性を明らかにすることである。 Zry4 (Zr-1.33Sn-0.21Fe-0.12Cr-0.13O)と64Ti (Ti-6.3Al-4.1V) に加え、 合金ではないZrとTiを試験材料とした。Zry4には700 ℃の大気環境下で8時間の予備酸化処理を施し、 ZrO₂層(7-10μm)を形成させた。64Tiには1000℃の大気環境下で10時間の予備酸化処理を施し、TiO₂層(約130μm)を試験片表面に形成させた。液体Snへの浸漬時間は250時間、試験温度は500 ℃とした。実験後に、試験片を硝酸溶液で洗浄し重量測定を行った。Zry4、64Tiいずれも質量が増加したが、予備酸化処理試験片は増加量が減少した。予備酸化処理をしたZry4の試験片の質量増加が22.5 g/m²と小さく一定の耐食性を示す事が示唆された。