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　国立研究开発法人日本原子力研究开発机构（理事长：児玉敏雄、以下「原子力机构」という。）原子力基础工学研究センターの都留智仁研究主干、システム计算科学センター山口正刚研究主干、九州大学の戸田裕之主干教授、富山大学の松田健二教授らは、先端分析计测机器を用いて水素によるアルミニウムの破壊现象の详细な観察を行いました。また、大型计算机を用いたアルミニウムに水素が侵入した场合の材料内部の挙动のシミュレーションによって、破壊机构の评価を行いました。

　高强度アルミニウムは、航空宇宙分野や、鉄道、スポーツ用品などに広く使われてはいるものの、水素脆化と呼ばれる水素が関係する破壊现象のため、さらなる高性能化が阻まれていました。近年、軽量かつ高强度な炭素繊维复合材料（颁贵搁笔）が航空机などの新たな构造部材として使われるようになっていますが、製造?加工?修理のコストと信頼性の観点から金属材料のニーズは高く、軽量で高强度なアルミニウム合金の开発が期待されてきました。

　研究グループは、大型シンクロトロン放射光施設SPring-8を用いたナノスケールの構造解析や、原子分解能電子顕微鏡下での破壊過程の3D観察技術を用いた実験から、微細粒子（MgZn2）が水素脆化の要因になる可能性を見つけました。また、原子力機構の大型計算機「ICE X」（アイス エックス）による材料中の水素挙動の電子状態計算によってその詳細な機構を検討しました。
　これまで、アルミニウム合金の水素脆化は、転位と呼ばれるミクロな欠陥に起因して生じるとされていました。しかし、解析の结果、これまで水素原子が集积されないと考えられてきた材料中の微细粒子にほとんどの水素原子が存在し、さらに水素分子に形态を変化することによって微细粒子への水素は饱和することなく次々と集积することを示しました。水素の集积によって微细粒子とアルミニウムの界面が自発的な剥离を生じ、これによって高强度アルミニウム合金の破壊が促进されることを明らかにしました。

　电子状态计算とナノスケールの実験との连携によって、これまで见ることが困难であった材料中の水素挙动を捉えたことで、产业利用価値の高い高强度合金开発の発展につながることが期待されます。

　本研究成果は、4月6日付（日本時間）で英国の学術誌「Scientific Reports」に掲載される予定です。
　本研究は、国立研究开発法人科学技术振兴机构(闯厂罢)の研究成果展开事业（产学共创基础基盘研究プログラム）の技术テーマ「革新的构造用金属材料创製を目指したヘテロ构造制御に基づく新指导原理の构筑」の研究课题（课题名：「水素分配制御によるアルミニウム合金の力学特性最适化」闯笔惭闯厂碍1412）として実施しました。

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