[2G01-06] 熱システム

[2G03] ODS FeCrAl合金が形成するα-Al₂O₃被膜の密着強度と液体金属浸漬の影響に関する研究

*北村 嘉規¹、近藤 正聡¹、畑山 奨¹、大野 直子²、菱沼 良光³、坂本 寛⁴、波多野 雄治⁵、Pint Bruce⁶、Jun JTheon⁶、Romedenne Marie⁶ (1. 東工大、2. 横浜国大、3. 核融合研、4. NFD、5. 富山大、6. オークリッジ研)

キーワード：液体ブランケット、液体ダイバータ、FeCrAl合金、α-Al2O3被膜、被膜密着性

核融合炉の液体金属機器の開発において、構造材料との共存性が課題となっている。構造材表面に形成する保護性α-Al₂O₃被膜の密着性への液体金属浸漬による影響は明らかになっていない。本研究の目的は、酸化物分散強化型(ODS) FeCrAl合金が形成するα-Al₂O₃被膜の密着強度と液体金属浸漬の影響を明らかにすることである。FeCrAl合金(APMT:Fe-21Cr-5Al-3Mo, NF12:Fe-12Cr-6Al ODS, SP10:Fe-15Cr-7Al ODS)の表面に予備酸化処理により保護性α-Al₂O₃被膜を形成した。618~673 Kの液体錫(Sn)自然対流場および873 Kの液体鉛リチウム(PbLi)静止場・攪拌流動場に1000時間浸漬した後の被膜密着性についてSTEM/EDX/EELS分析およびマイクロスクラッチ試験により明らかにした。液体Sn自然対流場試験後では、α-Al₂O₃被膜の密着性は劣化していないことがわかった。残存していたα-Al₂O₃被膜では膜内へのSnの侵入は限定的であることがわかった。液体PbLi浸漬後では静止場・攪拌流動場条件においても被膜密着性が低下した。被膜内部にLiの侵入が確認され、Liがα-Al₂O₃被膜と反応しα-LiAlO₂が生成したためと考えられる。