鉄に溶けた水素はどこにいる？鉄中の水素を中性子で観測することに成功/東北大　 : 理系にゅーす

1: 2014/10/01(水) 00:46:06.49 ID:???.net

鉄に溶けた水素はどこにいる？－鉄中の水素を中性子で観測することに成功－
2014年9月29日 09:00

独立行政法人日本原子力研究開発機構量子ビーム応用研究センター、J-PARCセンター及び国立大学法人東北大学金属材料研究所は、同大学原子分子材料科学高等研究機構、学校法人中央大学理工学部及び国立大学法人愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センターとの共同研究により、高温高圧力下において鉄中に高濃度に溶けた水素の位置や量を観測することに世界で初めて成功しました。

水素は鉄などの金属中へある温度、圧力条件で溶け込みます。
溶けた水素は例えば材料強度を弱めるといった機械的な特性変化（水素脆性）を引き起こしますが、その現象の理解には、水素がどこにどのくらい存在するのか、という情報が重要になります。
鉄中に水素は数万気圧という高圧力下でしか高濃度に溶け込むことができません。
材料中の水素を観測する方法は限られ、また高温高圧力下での測定は技術的に困難でしたので、これまで実験的に観測できませんでした。
今回、水素を観測することができるJ-PARCの大強度中性子線を利用して、高温高圧力下の鉄中に高濃度に溶けた水素の位置や量を、実験的に決定することに成功しました。

これまで、面心立方構造の鉄中においては、鉄原子が作る八面体サイト（隙間）の内部のみに水素が存在すると考えられていましたが、高温高圧力下における中性子回折実験により八面体サイトに加えて鉄原子の作る四面体サイトの内部にも水素が存在することを世界で初めて明らかにしました。

本研究の成果によって、鉄中に溶けた水素に関係する特性の変化に対する理解がより一層進むと期待されます。
また各種鉄鋼材料の高品質化・高強度化に向けた研究開発や、地球内部のコア（核）に存在する鉄の研究などの進展にも役立つと期待されています。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿

▽記事引用元
https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/09/press20140926-03.html
東北大学（https://www.tohoku.ac.jp/japanese/）2014年9月29日 09:00 配信記事

詳細（プレスリリース本文）
https://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20140926_03web.pdf

引用元: ・【物理】鉄に溶けた水素はどこにいる？鉄中の水素を中性子で観測することに成功/東北大　

4: 2014/10/01(水) 01:07:18.36 ID:eE/oj+7O.net

そんな特殊な状況…
と思ったが、地球のコアはまさに高温高圧か。
コアの鉄は自分が知っている鉄とは
だいぶん性質が異なるんだな。

5: 2014/10/01(水) 01:07:45.47 ID:qr04ONLJ.net

日本の鉄鋼会社は技術を売りに『してるが何故会社が儲かってる今こんな基本問題の
解明してこなかったのかの。研究陣の怠慢としか言いようがない。
技術フェローなど名誉職名と大金と役員待遇を貰いながら何をして来たんだ
新日鉄住金もＥＦＧもソニーに成り果てるのか。

22: 2014/10/01(水) 12:00:24.16 ID:+c9b4xO7.net

>>5
しない、ではなく、できなかった、だろう。
大きな製鉄会社の好調時であったとしても
大強度陽子加速器なんてそう易々と作れるものじゃない

大強度陽子加速器施設の運用開始が2012年だし、中性子と
超高圧高温を組み合わせた装置による結果が増えるのはこれから

23: 2014/10/01(水) 12:17:06.94 ID:kSuScLQw.net

>>5
水素に対しては、X線回折とかが殆ど使えなかった　
sp8ぐらいの先端放射光でも金属中水素の位置同定は殆ど無理
超高圧NMRはあまりうまく行った例知らんの
＃固体NMR自体、今急激に伸びてる最中

水素に対して感度が高いのは中性子回折ぐらいしかなかったけど
J-parkの中性子光が利用できるようになって実用的な感度が出てきた...らしい
すまんが中性子業界はよくわからんので誰かフォロー頼む

6: 2014/10/01(水) 01:21:30.94 ID:zS0Zxcc0.net

取り合えず　素人は

酸化鉄　と　水素　に・・・　で、okか？

10: 2014/10/01(水) 03:19:48.71 ID:QuqroBDk.net

一方で、金属における水素の取り込みを利用する例も見られる。
一部の水素吸蔵合金では、吸収・放出サイクルによって微粉化する現象が見られる。
また、希土類磁石の製造工程においてこの現象を利用する事によって原料を粉砕する手法も用いられている。
パラジウム内に吸蔵された重水素原子による常温核融合に関与する可能性も一部で議論されている。

21: 2014/10/01(水) 11:35:41.36 ID:+c9b4xO7.net

>>10
吸蔵合金はミクロやナノのボイドでめちゃめちゃ表面積大きくしてるもので
母材の表面主体で内部はあてにしてないのでは

32: 2014/10/01(水) 20:09:40.89 ID:4BIUlePA.net

>>21
>母材の表面主体で内部はあてにしてないのでは

知ったかぶりして間違った知識をドヤ顔で披露してないで
せめてwikipediaでいいから勉強してくれ

37: 2014/10/01(水) 22:31:33.75 ID:+c9b4xO7.net

>>32
訂正しよう。

ゼオライトの例えばLTAの一番広い格子間位置に内接する球の体積は
鉄の四面体位置に内接する球の体積と比べたら60倍くらいある。

水素の大きさから考えてゼオライトと鉄とで水素が入り込む
現象を同じイメージで捉えることにはかなり無理がある。

38: 2014/10/01(水) 22:35:50.34 ID:+c9b4xO7.net

ゼオライトの隙間の球の直径は1nmを超えるものもあるから
>>21　の”ナノのボイド”は間違ってはいない

11: 2014/10/01(水) 05:30:20.43 ID:PyHzu6p+.net

昔。テレビだったかな？で鉄の専門家が話していて
鉄というものは何か？が分からないんだって言っていたな。
製鉄やら合金やら加工やらで
鉄という物質を「こうしてこうすればこうなる」というのは分かるが
そもそも鉄という物質とは何か？という点では分かっていないと。
禅問答の観念的な話じゃなくて
具体的な意味で分かっていない物質だということだった。

14: 2014/10/01(水) 06:08:50.32 ID:5qP7avmu.net

>>11
人間体も同じ
クスリもそんなだよ

13: 2014/10/01(水) 06:06:48.66 ID:IikpXzLT.net

これに酸素加えたら水が出てくるの？

15: 2014/10/01(水) 06:27:26.32 ID:2NlV/0TE.net

鉄に溶けた水素はどこにいるかって？
俺の隣で寝てるよ。

16: 2014/10/01(水) 07:12:31.62 ID:840nLYls.net

俺の体を抜け出しておまえの体も透過してるよ

17: 2014/10/01(水) 07:22:04.48 ID:4BIUlePA.net

水素じゃなくて重水素に置換しての測定かよ

本当に水素でも同じサイトに侵入するのか？

20: 2014/10/01(水) 09:16:07.51 ID:VDJ3Oud3.net

結晶中核融合でやきいもが作れるじゃん