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【特集】水素脆化研究の最前線

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特集にあたって
Introduction to Special Issue

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水素存在状態と水素脆化
States of Hydrogen and Hydrogen Embrittlement
　
　高強度鋼中に侵入した水素がすべて脆化に関与するわけでなく,水素存在状態と水素脆化は密接に関係している。その関係性は温度によっても変化する。鋼中のトラップ水素と固溶水素の関係はOrianiの局所平衡条件に従うため,各温度における水素の拡散性・非拡散性の状態から,脆化への関与有り無しも判断可能である。

【目次】
1　はじめに
2　水素の吸着から水素脆化破壊まで
3　水素脆化理論
4　水素存在状態と水素脆化感受性
5　水素存在状態と水素脆化感受性の関係の温度依存性
6　おわりに

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水素脆化破壊の潜伏期における欠陥
Hydrogen-Related Defects in the Elementary Process of Hydrogen Embrittlement

　陽電子寿命測定法により純鉄およびオーステナイト系ステンレス鋼における水素関与欠陥を測定し,水素脆化の潜伏期における欠陥挙動に関する知見を述べる。不安定な水素関与欠陥を測定するため温度可変測定および水素添加その場測定を実現することで,空孔-水素複合体の存在を実証し,その複合体の局所集積化が水素脆化の素過程であることが示唆された。

【目次】
1　緒言
2　純鉄における水素関与欠陥
　2.1　温度可変PALS測定
　2.2　in situ PALS測定
　2.3　オペランド PALS測定
3　オーステナイト系ステンレス鋼における水素関与欠陥
　3.1　水素脆化SUS304のPALS測定
　3.2　SUS316Lの延伸温度依存性および温度可変PALS測定
4　結言

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水素脆化事例とその対策
Hydrogen Embrittlement of Steels and its Preventive Measures

　高強度鋼の水素脆化事例として大気環境における高力ボルトの遅れ破壊を挙げ,耐水素脆化用の開発鋼について紹介する。さらに水素脆化の素過程を水素侵入,水素拡散とトラップ,ナノスケールの損傷に分け,それぞれの影響因子に関する最近の検討例を概説する。

【目次】
1　はじめに
2　水素脆化の事例と耐水素脆化鋼
3　水素脆化の素過程
　3.1　水素侵入への影響因子
　3.2　水素拡散・トラップへの影響因子
　3.3　ナノスケールの損傷への影響因子
4　合金元素の作用機構
5　おわりに

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転位運動への固溶水素と高濃度空孔の影響
Influence of Solute Hydrogen and High-Density Vacancy on Dislocation Motion

　水素環境での転位運動挙動の詳細は,水素脆化メカニズムの解明,そして水素環境での金属材料の安全利用と耐水素脆性に優れる新材料の開発のための基礎的知見となる。本論文では,刃状転位の運動挙動に与える水素の直接的な影響,そして,空孔性欠陥の生成促進を通した間接的な影響を原子シミュレーションにより調べた結果を取りまとめた。

【目次】
1　はじめに
2　解析手法
　2.1　分子動力学シミュレーションと原子間ポテンシャル
　2.2　刃状転位まわりの水素分布
3　刃状転位運動への水素の影響評価
　3.1　解析条件
　3.2　低温・高運動速度での挙動:ピンニングとデピンニング
　3.3　高温・低運動速度での挙動:ドラッグ運動
4　刃状転位運動への空孔性欠陥の影響評価
　4.1　解析条件
　4.2　水素をトラップしていない空孔の影響
　4.3　水素をトラップした空孔(空孔水素複合体)の影響
5　まとめ

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[Material Report-R&Dー]

半導体カーボンナノチューブを用いた塗布型半導体デバイスの開発
Development of Printed Semiconductor Devices Using Semi-conductive Carbon Nanotubes

　塗布型半導体デバイス実現のキーとなる半導体材料について,独自の半導体CNT技術を深化させ,塗布型として世界最高レベルの移動度を達成するとともに,大気下安定なN型半導体材料を見出した。本技術と当社微細加工技術を用いて汎用フィルム上にRFIDやセンサを塗布形成し,無線通信を実証したことで,塗布型半導体デバイス実用化へ大きく前進した。

【目次】
1　はじめに
2　高移動度半導体CNT複合体
3　機能素子(トランジスタ)の形成
4　N型トランジスタ
5　半導体デバイスの動作実証
6　おわりに

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ポリグリセロール修飾によるカーボン量子ドットの光安定性と温度選択性の向上
Enhancement of Photostability and Temperature Selectivity of Carbon Quantum Dots through Polyglycerol Surface Modification

　ナノ領域の温度を精密に計測することは生命科学や産業の発展に重要である。高い光安定性と温度選択性を有する新しいナノ温度計として,表面をポリグリセロールで修飾した窒素・硫黄共ドープカーボン量子ドットを開発した。細胞内の温度計測に有用であり,生命現象の可視化やバイオセンシングへの応用が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　CQDの水熱合成と発光メカニズム
3　合成と表面化学修飾による発光制御
4　光学特性
5　温度計としての性質と環境応答性
6　考察
7　まとめ

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[Market Data]

プラスチック添加剤工業の市場動向

　プラスチック材料やプラスチック製品には,その物性や性能を向上させるために多くの添加剤が用いられている。2023年のプラスチック材料の生産量は,前年比7.6%減の879万1,436トンとなった。

【目次】
1　概要
2　添加剤の需給動向

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紙・パルプ用化学薬品工業の市場動向

　製紙用薬剤は,紙・板紙の製造において様々な用途で用いられる。国内需要は紙・板紙の成熟市場に連動して縮小傾向にあるが,製紙用薬剤メーカー各社は,ニーズの高機能化に取り組むとともに,中国や東南アジア地域の発展をにらみ,同地域における市場展開,生産体制の強化を行っている。

【目次】
1　概要
2　紙・板紙需要動向
3　製紙パルプ需要動向
4　古紙需要動向
5　製紙用薬剤需要動向
6　製紙用薬剤メーカーの動向

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[Material Profile]

水酸化リチウム
パラジウム

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[連載企画]

大阪・関西万博　大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」
MOBIO の取り組み【第 3 回】