水素がbcc 鉄中の空孔の凝集・解離に及ぼす影響の第一原理的評価

摘要

近年，水素の二次エネルギーとしての利用が注目されているが，それに伴い金属内部に水素原子が侵入することで材料の強度低下を引き起こす水素脆化による破壊事故が懸念される．水素脆化による材料破壊を予測し未然に防ぐためには，発生メカニズムの解明が重要である．本研究では水素脆化の原因として有力視される水素助長歪み誘起空孔理論 1)に着目し，水素と原子空孔の相互作用の正確な理解を目指す．実験的アプローチのみでは材料中の水素・空孔の存在状態を詳細に把握することは難しいため，本研究では，未知の現象に対する定量性に優れる第一原理計算を用いて，塑性変形によって原子空孔が大量に生成された際に，水素が原子空孔の凝集に与える影響，また空孔が凝集・解離する条件を明らかにする．