実験方法

本研究では共晶組成である Zr

Cu

Al

および、Zr

Cu

Ni

Al

金属ガラス合金を基準として、

Zr-rich 側の組成を有する種々の合金を作製し、Ｕノッチ型シャルピー衝撃試験片を作製した。Fig.

1 に、本研究に供した Zr-Cu-Ni-Al 系金属ガラスの合金組成を示す。これら合金を、それぞれの Tg 温度よりも 30K 低い温度で 2 時間の構造緩和処理を行い、大洗センターに設置されている計装化シ ャルピー試験機を用いて衝撃試験を行った。試験片形状は長さ 60mm、幅 10mm, 厚さ 5mm の大型試 験片である。各試料について 3 回の試験を行い、その平均値を衝撃値とした。また、中性子照射実 験用および寸法効果を比較検討するための試験片として、長さ 20mm, 幅 1.5mm, 厚さ 1.5mm のＵノ ッチ型の小型衝撃試験片を作製した。

３．実験結果

共晶組成である Zr

Cu

Al

および、Zr

Cu

Ni

Al

金属ガラス合金を基準として、Zr-rich 側の組 成を有する種々の合金を作製し、Ｕノッチ型の小型衝撃試験片に加工した後、現在、中性子照射実 験を依頼中である。また、Table 1 に示すように、Zr-Cu-Ni-Al 系合金については、未照射材の衝 撃試験を実施した。これから明らかなように、共晶組成の Zr

Cu

Ni

Al

金属ガラス合金に比べて、

Zr-rich な Zr

Cu

Ni

Al

金属ガラス合金は、構造緩和熱処理を施した後でも、衝撃値の低下は見ら れず、むしろ熱処理により衝撃値が上昇していることが分かる。その他の合金組成では、Zr 含有量 が多いほど、熱処理による脆化の程度は少なくなる傾向はあるが、いずれも脆化の進行が認められ る。以上のことから、耐構造緩和脆性能の著しく高い Zr

Cu

Ni

Al

金属ガラス合金においては、

中性子照射による耐脆化性能も非常に優れていることが期待される。次年度以降には、Zr-Cu-Al 系 金属ガラス合金も含めた中性子照射材について検討を加える。

13 47

60 Zr55Cu20Ni15Al10

26 47

73 Zr60Cu15Ni15Al10

13 69

82 Zr65Cu10Ni15Al10

29 45

74 Zr55Cu25Ni10Al10

41 53

94 Zr60Cu20Ni10Al10

10 75

85 Zr65Cu15Ni10Al10

26 66

92 Zr60Cu25Ni5Al10

-3 86

83 Zr65Cu20Ni5Al10

差 熱処理後 Sample 熱処理前

13 47

60 Zr55Cu20Ni15Al10

26 47

73 Zr60Cu15Ni15Al10

13 69

82 Zr65Cu10Ni15Al10

29 45

74 Zr55Cu25Ni10Al10

41 53

94 Zr60Cu20Ni10Al10

10 75

85 Zr65Cu15Ni10Al10

26 66

92 Zr60Cu25Ni5Al10

-3 86

83 Zr65Cu20Ni5Al10

差 熱処理後 Sample 熱処理前

単位：kJ/m

Table 1 Zr55-65Cu10-30Ni5-15Al10 金属ガラスにおける CUE (U ノッチシャルピー衝撃値)．いずれも未照射材。熱 処理はそれぞれの合金の Tg よりも 30K 低い温度で実施。

原子空孔の動きが活発でない温度領域における 金属中の照射損傷構造発達過程の解明

京都大学原子炉実験所 義家敏正、徐 虫レ、佐藤紘一

金属材料における中性子照射効果研究の目的の 1 つは、損傷構造発達過程の解明である。照射効果の多