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燃料電池構造体等の水素脆化を防ぐ目的で、近年、水素脆化に関する研究が数多く行なわれてきている。水素脆化の研究は材料工学的に古くから行なわれているが、それらは、金属内部にトラップされた水素の解放による水素脆化機構に関わるものである。それに対して、石油プラントや燃料電池構造体のように化学反応およびガス圧などで外部より水素が流入・拡散して、局所応力場に水素凝集を生じ、水素脆化を誘起する場合は、水素輸送現象を構造力学的に詳細に解析する必要がある。これを従来の「水素脆化(Hydrogen Embrittlement)」と区別して「Engineering Hydrogen Embrittlement ( 工学的水素脆化)」と定義した。本講習会では、その概念と手法の適用例を解説し、実際に解析が行えるようにする。以下に具体的な項目を記載する。
① 応力誘起水素拡散方程式の詳細な解説を行い、汎用ソフトを用いても正確な水素拡散解析が出来るようにする。
② 本解析から構造体内での水素拡散挙動を力学的に制御するという「水素制御」という概念と手法を解説する。これにより水素の力学的安全管理という概念が認識できる。
③ ①と②を基にして、卓上の試験機で安全に水素脆化試験が出来る試験法を提案しているので、その方法を解説し、さらに、この方法を用いて、水素脆化敏感性を定量的に実験から求める手法を解説する。
④ ①~③の手法を組み合わせて、耐水素脆化性に有効な金属添加元素を特定できる手法を解説し、一部、その成果を紹介する。