2026/04/28 更新

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ウエダ　ミツトシ
上田　光敏
UEDA MITSUTOSHI
所属
物質理工学院 准教授
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 博士（工学） （ 2004年3月   東京工業大学 ）

研究キーワード

  • 高温物理化学

  • 金属材料の高温酸化

研究分野

  • ナノテク・材料 / 材料加工、組織制御  / 高温酸化・高温腐食

  • ナノテク・材料 / 構造材料、機能材料  / 耐熱金属材料

学歴

  • 東京工業大学   大学院理工学研究科   材料工学専攻

    1999年4月 - 2004年3月

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    国名： 日本国

    備考： 修士課程（1999.4～2001.3），博士課程（2001.4～2004.3）

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  • 東京工業大学   工学部   金属工学科

    1996年4月 - 1999年3月

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    国名： 日本国

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  • 東京工業大学   第２類

    1995年4月 - 1996年3月

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    国名： 日本国

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経歴

  • 東京科学大学   物質理工学院   准教授

    2024年10月 - 現在

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    国名：日本国

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  • 北海道大学   大学院工学研究院   准教授

    2024年4月 - 現在

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    国名：日本国

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  • 東京工業大学   物質理工学院   准教授

    2016年4月 - 2024年9月

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    国名：日本国

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  • 東京工業大学   大学院理工学研究科   准教授

    2013年7月 - 2016年3月

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    国名：日本国

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  • 東京工業大学   大学院理工学研究科   助教

    2007年4月 - 2013年6月

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    国名：日本国

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  • 東京工業大学   大学院理工学研究科   助手

    2004年4月 - 2007年3月

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    国名：日本国

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所属学協会

  • （公社）電気化学会

    2006年3月 - 現在

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  • （一社）日本鉄鋼協会

    2006年 - 現在

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  • （公社）日本金属学会

    1999年7月 - 現在

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  • （一社）日本固体イオニクス学会

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  • 耐火物技術協会

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  • （公社）腐食防食学会

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委員歴

  • （公社）日本金属学会   調査研究委員会委員（第５分野）  

    2025年4月 - 現在   

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    団体区分：学協会

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  • （公社）日本金属学会   講演大会委員（第５分野）  

    2025年4月 - 現在   

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    団体区分：学協会

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  • ステンレス協会   ISO/TC156/nWG13委員会 副主査  

    2023年4月 - 現在   

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    団体区分：その他

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  • （独）日本学術振興会 産学協力委員会   R054 カーボンニュートラル実現のための耐熱材料委員会 委員  

    2023年4月 - 2025年3月   

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    団体区分：学協会

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  • ステンレス協会   ISO/TC156/nWG13 委員  

    2020年4月 - 2023年3月   

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    団体区分：その他

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  • （独）日本学術振興会   耐熱金属材料第123委員会 耐環境特性分科会 委員  

    2014年4月 - 2023年3月   

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    団体区分：学協会

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  • （公社）腐食防食学会   会誌「材料と環境」編集委員会 委員  

    2014年3月 - 2016年3月   

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    団体区分：学協会

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論文

  • The Effect of Tungsten Addition on Steam Oxidation Behavior of the Fe-20Cr-35Ni (at%) Alloy at 1073 K 査読

    Kaito Ogawahara, Mitsutoshi Ueda

    MATERIALS TRANSACTIONS   65 ( 9 )   1131 - 1140   2024年9月

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japan Institute of Metals  

    DOI： 10.2320/matertrans.mt-m2024059

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  • Oxidation Behavior of a Novel Nickel-Based Alloy in Air and Steam at 1273 K for the Oxygen–Hydrogen Combustion Chamber 査読

    Abdul Latif, Mitsutoshi Ueda, Masao Takeyama

    High Temperature Corrosion of Materials   2024年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    As part of advancing oxygen–hydrogen combustion power generation technology, a study was carried out to evaluate the oxidation behavior of a novel developed Ni–Cr–W alloy as the structural material candidate. Tungsten is utilized in the alloy as a solid solution-strengthened element and as an α2-W precipitate former. The examination involved exposing the developed alloy and commercial alloys, Hastelloy X and Nimonic 263, to air and steam environments at 1273 K. The results show a different oxidation behavior of the developed alloy. Considering the air oxidation kinetics, the performance of the developed alloy was on par with that of Hastelloy X and superior to Nimonic 263. A single outer chromia scale was established with an intergranular oxide. Whereas steam exposure resulted in the formation of outer and inner chromia scales with a deeper intergranular oxide penetration. Thicker chromia formation with a lower mass gain indicates the evaporation of chromia under a steam atmosphere.

    DOI： 10.1007/s11085-024-10303-5

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    その他リンク： https://link.springer.com/article/10.1007/s11085-024-10303-5/fulltext.html

  • 火力発電用耐熱鋼の高温水蒸気酸化挙動に及ぼす添加元素の影響 査読

    上田光敏

    まてりあ   63 ( 3 )   154 - 158   2024年3月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.2320/materia.63.154

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  • Potential Utilization of Iron Oxidation Reaction Heat for the Generation of SiO2–FeO System Melts 査読

    Rie Endo, Kimia Mitsui, Shota Hashiyama, Leo Miyazaki, Takashi Watanabe, Mitsutoshi Ueda, Miyuki Hayashi, Hiroshi Tanei, Masahiro Susa

    International Journal of Thermophysics   45 ( 3 )   1 - 19   2024年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Silicon-containing steel forms an oxide layer within the scale during hot rolling. This layer comprising oxides such as Fe2SiO4 and FeO adversely affect the surface quality of steel owing to strong adhesion between Fe2SiO4 and the steel substrate. A method to melt this silicon-containing oxide layer through the oxidation reaction of iron plates by applying SiO2 powder to the surface is proposed. The aim of this study is to understand the reaction mechanism and identify the optimal conditions for this process. Application of SiO2 coating to the surface of an iron plate at 6.67 × 10–4 g·mm−2 and maintaining the plate at 1423 K, just below the eutectic temperature of Fe2SiO4–FeO system (1450 K), cause the surface oxide scale to melt when exposed to oxidation in an atmospheric environment. Notably, reducing the electric furnace temperature hinders the melting process, whereas excessive application of SiO2 hampers the formation of sufficient liquid phase. On the surface of the iron plate, primarily FeO and Fe2SiO4 are formed. Heat generation is mainly due to the formation of FeO, which leads to the rapid generation of Fe2SiO4. Eutectic reactions within SiO2–Fe2SiO4 or FeO–Fe2SiO4 systems drive the formation of the liquid phase. Once the liquid phase was established, rapid diffusion of iron ions within it resulted in rapid iron oxidation and additional heat generation. Ultimately, a liquid phase in equilibrium with FeO is formed across the entire surface of the iron plate.

    DOI： 10.1007/s10765-024-03338-y

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    その他リンク： https://link.springer.com/article/10.1007/s10765-024-03338-y/fulltext.html

  • Ir-10mass%Rh合金の酸化消耗に及ぼすRh添加の影響 査読

    上田光敏, 寺井健太, 横田俊介, 竹谷俊亮, 安原颯人, 今井庸介

    日本金属学会誌   87 ( 10 )   279 - 287   2023年10月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    J-GLOBAL

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  • Effects of oxygen addition on the microstructure, phase transformations, and oxidation resistance of TiAl alloys 査読

    Ali Shaaban, Hirotoyo Nakashima, Mitsutoshi Ueda, Masao Takeyama

    Journal of Alloys and Compounds   918   165716 - 165716   2022年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.jallcom.2022.165716

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  • 1073KにおけるFe-20Cr-35Ni(at%)合金の水蒸気酸化挙動に及ぼすW添加の影響 査読

    小川原魁人, 上田光敏

    日本金属学会誌   86 ( 7 )   121 - 130   2022年7月

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    担当区分：責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    J-GLOBAL

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  • The Effect of Tungsten Addition to Fe-9Cr Alloy on Steam Oxidation Behavior at 923 K 査読

    Lidyana Utami, Mitsutoshi Ueda

    Oxidation of Metals   97 ( 3-4 )   341 - 358   2022年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    DOI： 10.1007/s11085-021-10093-0

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    その他リンク： https://link.springer.com/article/10.1007/s11085-021-10093-0/fulltext.html

  • Thermal Diffusivity and Conductivity of Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> Scale Provided by Oxidation of Iron 査読

    Mu Li, Megumi Akoshima, Rie Endo, Mitsutoshi Ueda, Hiroshi Tanei, Masahiro Susa

    ISIJ International   62 ( 1 )   275 - 277   2022年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Iron and Steel Institute of Japan  

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2021-326

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  • The Effect of Microstructure on Steam Oxidation Behavior of the Fe–20Cr–35Ni–2.5Nb (at.%) Steel at 1073 K 査読

    Mitsutoshi Ueda, Jumpei Ohbayashi, Tatsumi Yao, Masao Takeyama

    Oxidation of Metals   96 ( 1-2 )   81 - 91   2021年7月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    DOI： 10.1007/s11085-021-10050-x

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    その他リンク： https://link.springer.com/article/10.1007/s11085-021-10050-x/fulltext.html

  • The Effect of Niobium Addition on Steam Oxidation Behavior of Ferritic Heat Resistant Steels at 923 K 査読

    Lidyana Utami, Mitsutoshi Ueda

    Advances in Materials Technology for Power Plants   327 - 335   2019年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：ASM International  

    Abstract

    High Cr ferritic steels have been developed for the large components of fossil power plants due to their excellent creep resistance, low thermal expansion, and good oxidation resistance. Development works to improve the operating temperature of these steels mainly focused on the high mechanical properties such as solid solution strengthening and precipitation hardening. However, the knowledge of the correlation between Laves phase precipitation and oxidation behavior has not clarified yet on 9Cr ferritic steels. This research will be focused on the effect of precipitation of Laves phase on steam oxidation behavior of Fe-9Cr alloy at 923 K. Niobium was chosen as the third element to the Fe- 9Cr binary system. Steam oxidation test of Fe-9Cr (mass%) alloy and Fe-9Cr-2Nb (mass%) alloy were carried out at 923 K in Ar-15%H2O mixture for up to 172.8 ks. X-ray diffraction confirms the oxide mainly consist of wüstite on the Fe-9Cr in the initial stage while on Nb added samples magnetite was dominated. The results show that the Fe-9Cr- 2Nb alloy has a slower oxidation rate than the Fe-9Cr alloy after oxidized for 172.8 ks

    DOI： 10.31399/asm.cp.am-epri-2019p0327

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  • High Temperature Thermal Diffusivity Measurement for FeO Scale by Electrical-Optical Hybrid Pulse-Heating Method 査読

    Yuanru Yang, Hiromichi Watanabe, Mitsutoshi Ueda, Miyuki Hayashi, Masahiro Susa, Rie Endo

    ISIJ International   58 ( 12 )   2186 - 2190   2018年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Iron and Steel Institute of Japan  

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2018-380

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  • 水滴の蒸発速度を利用したスケールを有する鋼板表面からの抜熱流束の評価 査読

    大杉 祐人, 上田 光敏, 遠藤 理恵, 須佐 匡裕

    104 ( 2 )   72 - 80   2018年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.2355/tetsutohagane.TETSU-2017-070

    J-GLOBAL

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  • Effect of grain size on the oxidation of Fe–13Cr–5Ni alloy at 973K in Ar–21vol%O2 査読

    Lu Liu, Zhi-gang Yang, Chi Zhang, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    Corrosion Science   91   195 - 202   2015年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.corsci.2014.11.020

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  • STEAM OXIDATION RESISTANCE OF THE MODIFIED FE-20CR-35NI-2.5NB (at.%) STEEL AT 1073 K 査読

    M. Ueda, K. Chikama, M. Takeyama

    Proceedings of The 1st International Conference on Advanced High-Temperature Materials Technology for Sustainable and Reliable Power Engineering (123HiMAT-2015)   39 - 41   2015年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • IN-SITU OBSERVATION OF THE FRACTURE BEHAVIOR OF THE OXIDE SCALE ON THE Fe-20Cr-35Ni-2.5Nb-0.03B-0.1Zr STEEL DURING TENSILE DEFORMATION 査読

    T. Sumita, M. Ueda, M. Takeyama

    Proceedings of The 1st International Conference on Advanced High-Temperature Materials Technology for Sustainable and Reliable Power Engineering (123HiMAT-2015)   173 - 176   2015年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Investigation of carbon deposition behavior on ferritic alloys in low S/C ratio using direct heating method

    Takuya Ito, Kenjiro Fujita, Yoshio Matsuzaki, Mitsutoshi Ueda, Toshio Maruyama

    Advances in Solid Oxide Fuel Cells X: Ceramic Engineering and Science Proceedings   35 ( 3 )   33 - 40   2014年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：Wiley  

    DOI： 10.1002/9781119040637.ch4

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  • Thermal Diffusivity Measurement of Oxide Scale Formed on Steel during Hot-rolling Process 査読

    Rie Endo, Takashi Yagi, Mitsutoshi Ueda, Masahiro Susa

    ISIJ International   54 ( 9 )   2084 - 2088   2014年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Iron and Steel Institute of Japan  

    DOI： 10.2355/isijinternational.54.2084

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  • Fe-20Cr-30Ni-2Nbオーステナイト系耐熱鋼の水蒸気雰囲気クリープに及ぼす粒界Laves相の効果 査読

    鉄と鋼   100 ( 9 )   1158 - 1164   2014年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.2355/tetsutohagane.100.1158

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  • Creep of the novel austenitic heat resistant steel of Fe-20Cr-30Ni-2Nb under steam atmosphere at 1073 K

    Yu Misosaku, Imanuel Tarigan, Naoki Takata, Mitsutoshi Ueda, Toshio Maruyama, Masao Takeyama

    Advances in Materials Technology for Fossil Power Plants - Proceedings from the 7th International Conference   1352 - 1362   2014年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    Scopus

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  • Microstructure Development of Oxide Scale during Steam Oxidation of the Fe–20Cr–30Ni–2Nb (at%) Austenitic Steel at 1073 K 査読

    Lyta, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Masao Takeyama, Toshio Maruyama

    MATERIALS TRANSACTIONS   54 ( 12 )   2276 - 2284   2013年12月

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japan Institute of Metals  

    DOI： 10.2320/matertrans.m2013258

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  • Steam Oxidation of the Novel Austenitic Steel of Fe-20Cr-30Ni-2Nb (at.%) at 973 K

    Mitsutoshi Ueda, Masakazu Yamashita, Kenichi Kawamura, Masao Takeyama, Toshio Maruyama

    Advances in Materials Technology for Power Plants   815 - 820   2013年10月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：ASM International  

    Abstract

    Steam oxidation of a novel austenitic steel, of which composition is Fe-20Cr-30Ni-2Nb (at.%), has been conducted at 973 K to evaluate steam oxidation resistance based on detail analyses of scale morphology and scale growth. Two types of scale morphologies were observed in the solution treated sample, depending on the grain of the steel. Although thin duplex scale with the Cr-rich layer was formed in the early stage, most of the surface was covered with thick duplex scale which consists of magnetite as the outer scale and the mixture of Fe-Cr spinel and metallic Ni as the inner scale. On the other hand, surface morphology of the oxide scale was independent of grain of the steel and thick duplex scale as seen on the solution treated sample was formed on the pre-aged sample. Steam oxidation resistance of the steel is almost the same as that of commercial austenitic steels and it can be improved by the surface treatment such as shot peening. Based on the results, this steel has both enough creep rupture strength and good steam oxidation resistance for A-USC power plants.

    DOI： 10.31399/asm.cp.am-epri-2013p0815

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  • Phase Stability of Iron Oxides on Palladium–Iron Alloy at Elevated Temperatures and Its Application to High Temperature Oxidation 査読

    Tedi Kurniawan, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    MATERIALS TRANSACTIONS   54 ( 9 )   1829 - 1837   2013年9月

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japan Institute of Metals  

    DOI： 10.2320/matertrans.m2013122

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  • The Effect of Water Vapor on the Transition from Internal to External Oxidation of Austenitic Steels at 1,073 K 査読

    Mitsutoshi Ueda, Yuki Inoue, Hikotaro Ochiai, Masao Takeyama, Toshio Maruyama

    Oxidation of Metals   79 ( 5-6 )   485 - 494   2012年12月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    DOI： 10.1007/s11085-012-9350-2

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    その他リンク： http://link.springer.com/article/10.1007/s11085-012-9350-2/fulltext.html

  • Effect of water vapour on the oxidation of Fe–13Cr–5Ni martensitic alloy at 973K 査読

    L. Liu, Z.-G. Yang, C. Zhang, M. Ueda, K. Kawamura, T. Maruyama

    Corrosion Science   60   90 - 97   2012年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.corsci.2012.04.008

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  • Estimation of the Effect of Grain Boundary Diffusion on Microstructure Development in Magnetite Bi-crystal under Oxygen Chemical Potential Gradient at 823 K 査読

    Mitsutoshi Ueda, Toshio Maruyama

    Journal of the Korean Ceramic Society   49 ( 1 )   37 - 42   2012年1月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Korean Ceramic Society  

    DOI： 10.4191/kcers.2012.49.1.037

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  • Effect of Electric Current on Growth of Oxide Scale on Fe–25Cr Alloy for SOFC Interconnect at 1073 K 査読

    K. Kawamura, T. Nitobe, H. Kurokawa, M. Ueda, T. Maruyama

    Journal of The Electrochemical Society   159 ( 3 )   B259 - B264   2012年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Electrochemical Society  

    DOI： 10.1149/2.036203jes

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  • Solubility of Fe in Al Rich Region of Al^|^ndash;Mg^|^ndash;Si System at 973 K 査読

    Yuichi Kamo, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    ISIJ International   52 ( 11 )   2083 - 2092   2012年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Iron and Steel Institute of Japan  

    DOI： 10.2355/isijinternational.52.2083

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  • Void Formation at the Interface of the Duplex Scale Formed on Fe-5Cr Alloy at 773 K 査読

    Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    Materials Science Forum   696   34 - 38   2011年9月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Trans Tech Publications, Ltd.  

    Void formation in a duplex scale formed on Fe-5Cr alloy at 773 K has been elucidated by oxygen chemical potential distribution, the flux of oxide ion and its divergence. The calculation predicts that voids preferentially form at the interface between inner and outer scales in the low oxygen partial pressure in which the predominant defect of iron is interstitial ion. The flux of oxide ion changes discontinuously at this interface and the divergence of the flux gives voids. Calculated volume fraction of voids at this interface is in good agreement with that has been measured.

    DOI： 10.4028/www.scientific.net/msf.696.34

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  • 1473K，Ar–17.6%H2–12.2%H2O雰囲気におけるFe–1 mass%Si合金の高温酸化で生成する内部酸化物の定量化 査読

    黄 維彬, 上田 光敏, 河村 憲一, 丸山 俊夫

    鉄と鋼   97 ( 9 )   473 - 479   2011年9月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Iron and Steel Institute of Japan  

    DOI： 10.2355/tetsutohagane.97.473

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  • Hydrogen Permeability through n-type Cr2O3 Scale at 1273 K under the Oxygen Activities of 1.6 × 10–18 – 1.0 × 10–16 査読

    Minoru Tanaka, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    ISIJ International   51 ( 4 )   638 - 644   2011年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Iron and Steel Institute of Japan  

    DOI： 10.2355/isijinternational.51.638

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  • Direct Heating for Analysing Reforming Reaction on Alloy Surface in Low S/C Environment 査読

    Mitsutoshi Ueda, Kenjiro Fujita, Yoshio Matsuzaki, Toshio Maruyama

    ECS Transactions   25 ( 25 )   89 - 99   2010年2月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Electrochemical Society  

    New apparatus for direct heating of alloy specimen in the gas stream has been developed in order to analyze not only reforming reaction but also carbon deposition on the alloy surface in low S/C environment. A foil of iron can be heated directly to 1073 K by the Joule heat from the specimen. Temperature of the foil can be kept at 1073 plus-minus 10 K by using AC power regulator connected with temperature controller. Temperature of the foil is not influenced by the thermal radiation from the oxide scale during the oxidation. One experiment has been carried out to check carbon deposition on the ferritic alloys at 1073 K in the CH4-H2O gas mixture. Oxidation and carbon deposition simultaneously occur on the alloy surface and no carbon deposition is observed in the chamber. Developed apparatus is suitable for investigation of carbon deposition and carburization of alloys in low S/C environment.

    DOI： 10.1149/1.3315799

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    その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1.3315799

  • Oxygen Permeability through Internal Oxidation Zone in Fe–Cr Alloys under Dry and Humid Conditions at 973 and 1 073 K 査読

    Asep Ridwan Setiawan, Mohd Hanafi Bin Ani, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    ISIJ International   50 ( 2 )   259 - 263   2010年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Iron and Steel Institute of Japan  

    DOI： 10.2355/isijinternational.50.259

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  • Void Formation Induced by the Divergence of the Diffusive Ionic Fluxes in Metal Oxides Under Chemical Potential Gradients 査読

    Toshio Maruyama, Mitsutoshi Ueda

    Journal of the Korean Ceramic Society   47 ( 1 )   8 - 18   2010年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Korean Ceramic Society  

    DOI： 10.4191/kcers.2010.47.1.008

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  • The Effect of Water Vapor on High Temperature Oxidation of Fe-Cr Alloys at 1073 K 査読

    Mohd Hanafi Bin Ani, Toshiya Kodama, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    MATERIALS TRANSACTIONS   50 ( 11 )   2656 - 2663   2009年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japan Institute of Metals  

    DOI： 10.2320/matertrans.m2009212

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  • Void Formation in the Growing Scale Induced by the Divergence of the Diffusive Ionic Flux in High Temperature Oxidation of Metals 査読

    Toshio Maruyama, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura

    Defect and Diffusion Forum   289-292   1 - 13   2009年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Trans Tech Publications, Ltd.  

    Voids are frequently generated and dispersed in oxide scales formed in high temperature oxidation of metals. The divergence of ionic flux may play an important role in the void formation in a growing scale. Kinetic equations were derived for describing chemical potential distribution, ionic fluxes and their divergence in the scale. The divergence was found to be the measure of void formation. Defect chemistry in scales is directly related to the sign of divergence and gives an indication of the void formation behavior. The quantitative estimation on the void formation was successfully applied to a growing magnetite scale in high temperature oxidation of iron at 823 K.

    DOI： 10.4028/www.scientific.net/ddf.289-292.1

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  • Void Formation in Growing Oxide Scales with Schottky Defects and P-Type Conduction 査読

    Toshio Maruyama, Kojiro Akiba, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura

    Materials Science Forum   595-598   1039 - 1046   2008年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Trans Tech Publications, Ltd.  

    A quantitative elucidation of the void formation in a growing scale with Schottky defectsand p-type conduction during high temperature oxidation of metals. The evaluation of thedivergence of ionic fluxes indicates that(1) Voids form in the scale preferentially in the vicinity of the metal/scale interface,(2) The volume of voids increases in a parabolic manner,(3) The volume fraction of voids and the scale is independent of time.The comparison between the calculation and the experimentally observed scale microstructure ofNiO and CoO confirmed well the validity of the prediction.

    DOI： 10.4028/www.scientific.net/msf.595-598.1039

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  • Continuous Monitoring of Oxygen Chemical Potential at the Surface of Growing Oxide Scales during High Temperature Oxidation of Metals 査読

    Kojiro Akiba, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    MATERIALS TRANSACTIONS   49 ( 3 )   629 - 636   2008年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japan Institute of Metals  

    DOI： 10.2320/matertrans.mer2007263

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  • Quantitative Prediction of Voids Formation in a Growing Cobaltous Oxide Scale at 1373 K 査読

    Kojiro Akiba, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    MATERIALS TRANSACTIONS   48 ( 11 )   2997 - 3006   2007年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japan Institute of Metals  

    DOI： 10.2320/matertrans.mer2007180

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  • Quantitative Prediction of Voids Formation in a Growing Nickel Oxide Scale at 1373 K 査読

    Kojiro Akiba, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    MATERIALS TRANSACTIONS   48 ( 10 )   2753 - 2761   2007年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japan Institute of Metals  

    DOI： 10.2320/matertrans.mer2007122

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  • Carburization Resistance of Nb Added-16Cr Alloy at 1073 K 査読

    Takuya Ito, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    ECS Transactions   7 ( 1 )   2371 - 2377   2007年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Electrochemical Society  

    Fe-Cr ferritic alloy is one of the candidates of interconnects. This alloy has a good oxidation resistance by formation of a protective Cr2O3 scale, which also protects from carburization. Using hydrocarbon gas as fuel, Cr concentration near the alloy surface may decrease by the formation of Cr carbides. The formation of the protective Cr2O3 scale is failed. It is expected that Nb addition to Fe- Cr alloy prevents from carburization because Nb has stronger affinity to carbon than Cr. Fe-16 mass%Cr and Fe-16 mass%Cr- 1.0 mass%Nb alloys were exposed to the atmosphere with S/C=1.1 at 1073 K up to 604.8 ks. In the case of Fe-16Cr alloy, carburization occurred extensively and internal Cr oxides and carbides were formed inside of the alloy. No Cr carbides were observed in all parts of the Nb added alloy. This indicates that carburization resistance is improved by the addition of Nb.

    DOI： 10.1149/1.2729358

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    その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1.2729358

  • Quantitative prediction of void formation in growing magnetite scale formed on iron at 823 K

    M. Ueda, T. Maruyama

    Conference proceeding of Materials Science & Technology 2007 Conference and Exhibition (MS&T'07), International Symposium on Defects, Transport and Related Phenomena, Transport III   277 - 287   2007年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Void Formation in Magnetite Scale Formed on Iron at 823 K -Elucidation by Chemical Potential Distribution- 査読

    Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    Materials Science Forum   522-523   37 - 44   2006年8月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Trans Tech Publications, Ltd.  

    Estimation of void formation in oxide scale is important for predicting exfoliation of theoxide scale. Void formation in magnetite scale formed on iron at 823 K has been elucidated bychemical potential distribution, flux of oxide ion and its divergence. This calculation also estimates aeffective diffusion coefficient, which includes both lattice diffusion and grain boundary diffusion inmagnetite scale. The resulting effective diffusion coefficients give the quantitative elucidation of themorphology of the magnetite scale. The divergence of oxide ion explains well a position and anamount of void in magnetite scale.

    DOI： 10.4028/www.scientific.net/msf.522-523.37

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  • Oxygen potential distribution during disappearance of the internal oxidation zone formed in the steam oxidation of Fe–9Cr–0.26Si ferritic steel at 973 K 査読

    Mitsutoshi Ueda, Yukiko Oyama, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    Materials at High Temperatures   22 ( 1-2 )   79 - 85   2005年1月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Informa UK Limited  

    DOI： 10.1179/mht.2005.009

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  • 高Crフェライト鋼の高温水蒸気酸化 査読

    上田光敏, 丸山俊夫

    材料と環境   54 ( 5 )   2005年

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    担当区分：筆頭著者  

    J-GLOBAL

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  • Chemical Potential Distribution and Void Formation in Magnetite Scale Formed in Oxidation of Iron at 823K 査読

    Toshio Maruyama, Naoya Fukagai, Mitsutoshi Ueda, Kenichi Kawamura

    Materials Science Forum   461-464   807 - 814   2004年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Trans Tech Publications, Ltd.  

    DOI： 10.4028/www.scientific.net/msf.461-464.807

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  • Hydrogen permeation measurement of iron and its oxide membranes by using a dew point hygrometer 査読

    M. Ueda, H. Kurokawa, K. Kawamura, T. Maruyama

    The Electrochemical Society Proceedings (High Temperature Corrosion and Materials Chemistry Ⅴ)   PV 2004-16   127 - 138   2004年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Formation and disappearance of an internal oxidation zone in the initial stage of the steam oxidation of Fe–9Cr–0.26Si ferritic steel 査読

    Mitsutoshi Ueda, Makoto Nanko, Kenichi Kawamura, Toshio Maruyama

    Materials at High Temperatures   20 ( 2 )   109 - 114   2003年1月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Informa UK Limited  

    DOI： 10.1179/mht.2003.014

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  • Microstructure Evolution of Internal Oxidation Zone Formed in the Initial Stage of the Steam Oxidation of Fe-9Cr-0.26Si Ferritic Steel at 973 K 査読

    M. Ueda, M. Nanko, Y. Oyama, K. Kawamura, Toshio Maruyama

    The Electrochemical Society Proceedings (High Temperature Corrosion and Materials Chemistry Ⅳ)   PV 2003-16   117 - 127   2003年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Microstructure development of scales formed in the early stage of steam oxidation of Fe-Cr ferritic alloys at elevated temperatures 査読

    M. Ueda, M. Nanko, K. Kawamura, T. Maruyama

    Materials at High Temperatures   18 ( S )   37 - 41   2001年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Monitoring of steam oxidation behavior of Fe-Cr ferritic steels using ZrO2 oxygen sensor 査読

    M. Ueda, M. Nanko, T. Maruyama

    The Electrochemical Society Proceedings (High Temperature Corrosion and Materials Chemistry: Per Kofstad Memorial Symposium)   PV 99-38   115 - 126   2000年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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MISC

  • 特集 よくわかる熱処理技術―熱処理の基礎と応用，そして最近のトピックス 金属の高温酸化から見た熱処理技術

    上田光敏

    金属   93 ( 6 )   489 - 494   2023年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • Fe-20Cr-35Ni-2.5Nb (at.%)鋼の高温水蒸気酸化挙動に及ぼすWおよびTiの影響

    上田 光敏, 大林 純平, 矢尾 達海, 竹山 雅夫

    日本学術振興会 耐熱金属材料第123委員会研究報告   62 ( 2 )   185 - 190   2021年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • Solid-State Reaction of Inorganic Materials

    M. Ueda

    Journal of the Technical Association of Refractories, Japan (TAIKABUTSU OVERSEAS)   39 ( 4 )   207 - 209   2019年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 1073 KにおけるFe-Cr-Ni-Nb合金の水蒸気酸化挙動に及ぼすW添加の影響

    上田 光敏, 大林 純平, 竹山 雅夫

    日本学術振興会 耐熱金属材料第123委員会研究報告   59 ( 2 )   331 - 336   2018年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 無機材料の固体間反応

    上田光敏

    耐火物   69 ( 9 )   399 - 401   2017年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 1073 KにおけるFe-Cr-Ni-Nb合金の水蒸気酸化挙動に及ぼす母材組織の影響

    上田 光敏, 勝目 翔太, 竹山 雅夫

    日本学術振興会 耐熱金属材料第123委員会研究報告   57 ( 3 )   302 - 307   2016年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 金属の高温酸化

    上田光敏

    防錆管理   59 ( 2 )   47 - 52   2015年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 水蒸気酸化－金属の高温酸化におよぼす水蒸気の影響

    上田光敏

    金属   81 ( 7 )   557 - 562   2011年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第２５回「金属酸化物の格子欠陥の化学－Brouwer図の作成法－」その１ 格子欠陥はなぜできるのか？（内因的欠陥）

    丸山 俊夫, 上田 光敏

    耐火物   61 ( 1 )   50 - 53   2009年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第２６回「金属酸化物の格子欠陥の化学－Brouwer図の作成法－」その２ 格子欠陥濃度の酸素ポテンシャル依存性（ショットキー欠陥）

    丸山 俊夫, 上田 光敏

    耐火物   61 ( 2 )   105 - 108   2009年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第２７回「金属酸化物の格子欠陥の化学－Brouwer図の作成法－」その３ 格子欠陥濃度の酸素ポテンシャル依存性（フレンケル欠陥）

    丸山 俊夫, 上田 光敏

    耐火物   61 ( 4 )   198 - 202   2009年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第２８回「金属酸化物の格子欠陥の化学－Brouwer図の作成法－」その４ 異原子価イオンを添加した場合の格子欠陥濃度

    丸山 俊夫, 上田 光敏

    耐火物   61 ( 5 )   253 - 256   2009年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第３１回「金属酸化物の溶融塩への溶解度と溶融塩腐食」

    丸山 俊夫, 上田 光敏

    耐火物   61 ( 8 )   426 - 429   2009年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第１０回「金属－酸素－塩素系の相安定図と蒸気圧」その２ ―金属－酸素－塩素系における金属塩化物の蒸気圧―

    丸山 俊夫, 上田 光敏

    耐火物   59 ( 4 )   205 - 209   2007年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第１１回「金属－酸素－塩素系の相安定図と蒸気圧」その３ ―クロム－酸素－塩素系における相安定図とクロム含有蒸気種の蒸気圧―

    上田 光敏, 丸山 俊夫

    耐火物   59 ( 5 )   261 - 266   2007年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第１２回「金属－酸素－塩素系の相安定図と蒸気圧」その４ ―代表的な耐火物における相安定図と蒸気種の蒸気圧―

    上田 光敏, 丸山 俊夫

    耐火物   59 ( 6 )   317 - 323   2007年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第９回「金属－酸素－塩素系の相安定図と蒸気圧」その１ ―金属－酸素－塩素系の凝縮相の相安定図―

    丸山 俊夫, 上田 光敏

    耐火物   59 ( 2 )   105 - 109   2007年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第１回「エリンガム図」(Ellingham diagram) その１ ―金属／金属酸化物系の平衡酸素分圧－

    丸山 俊夫, 上田 光敏

    耐火物   58 ( 4 )   218 - 222   2006年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第２回「エリンガム図」(Ellingham diagram) その２ ―H2/H2O, CO/CO2系の平衡酸素分圧－

    丸山 俊夫, 上田 光敏

    耐火物   58 ( 5 )   269 - 274   2006年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 耐火物技術者のための便利なダイヤグラム－描き方と上手な利用法 第３回「エリンガム図」(Ellingham diagram) その３ ―複合酸化物，合金系の活量と平衡酸素分圧－

    丸山 俊夫, 上田 光敏

    耐火物   58 ( 6 )   325 - 329   2006年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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講演・口頭発表等

  • 923 K，CO2環境下におけるFe-9mass%Cr合金の初期酸化挙動

    濵田 駿佑, 上田 光敏, 米田 鈴枝, 林 重成

    日本金属学会2025年秋期（第177回）講演大会  2025年9月 

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    開催年月日： 2025年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 1073 KにおけるFe-Cr合金の内部酸化挙動に及ぼす水素分圧の影響

    乗松 駿介, 上田 光敏

    日本金属学会2025年秋期（第177回）講演大会  2025年9月 

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    開催年月日： 2025年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 高温水素透過環境下におけるFe-9mass%Cr合金の酸化挙動

    沖田 怜, 上田 光敏, 米田 鈴枝, 林 重成

    日本金属学会2025年秋期（第177回）講演大会  2025年9月 

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    開催年月日： 2025年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Fe-1mass%Si-2mass%Mn合金上に生成した酸化皮膜の1123Kにおける還元挙動（題目訂正）

    田垣 好偲, 上田 光敏, 河村 憲一

    （一社）日本鉄鋼協会 2025年秋季（第190回）講演大会 併催シンポジウム「溶融めっき皮膜の高機能化に向けた各種構造因子の明確化」  2025年9月 

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    開催年月日： 2025年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • The effect of Ti addition on formation and growth of oxide scale on Fe-Cr-Al alloys

    李 聰, Febry Muhammad, 米田 鈴枝, 上田 光敏, 林 重成

    日本金属学会2025年秋期（第177回）講演大会  2025年9月 

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    開催年月日： 2025年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Na2SO4を堆積したβ-NiAl合金におけるノジュール形成への温度の影響

    岩崎 大誠, 林 重成, 上田 光敏, 米田 鈴枝, 水篠 孝太郎, 松永 康夫, 都留 敦

    日本金属学会2025年秋期（第177回）講演大会  2025年9月 

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    開催年月日： 2025年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 酸素水素燃焼タービン発電システムに資する新規Ni基耐熱合金の耐水蒸気酸化特性 招待

    上田光敏

    2024年北海道夏期セミナー 主題「脱炭素・循環型社会の構築に向けた耐熱材料の高温腐食防食」  2024年8月  （一社）表面技術協会北海道支部，（公社）腐食防食学会北海道支部

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    開催年月日： 2024年8月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（基調）  

    開催地：岩見沢市民会館・文化ホール まなみーる 多目的室1,2   国名：日本国  

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  • Steam Oxidation Behavior of Chromia-Forming Alloys: Effects of Microstructure and Alloying Elements 招待

    Mitsutoshi Ueda

    International Symposium on High-Temperature Oxidation and Corrosion 2022 (ISHOC-2022)  2022年10月 

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    開催年月日： 2022年10月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • The Effect of Microstructure on Steam Oxidation Behavior of the Fe-20Cr-35Ni-2.5Nb (at.%) Steel at 1073 K 招待

    M. Ueda, J. Ohbayashi, T. Yao, M. Takeyama

    10th International Symposium on High-Temperature Corrosion and Protection of Materials (HTCPM’10)  2021年3月 

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    開催年月日： 2021年3月 - 2021年4月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（基調）  

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  • High Temperature Steam Oxidation of Novel Austenitic Steels for Advanced USC Power Plants 招待 国際会議

    M. Ueda

    The International Conference on Engineering Innovation 2016  2016年6月 

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    開催年月日： 2016年6月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：Bangkok   国名：タイ王国  

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  • Steam Oxidation Resistance of the Modified Fe-20Cr-35Ni-2.5Nb (at.%) Steel at 1073 K 招待 国際会議

    M. Ueda, K. Chikama, M. Takeyama

    The 1st International Conference on Advanced High-Temperature Materials Technology for Sustainable and Reliable Power Engineering (123HiMAT-2015)  2015年6月 

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    開催年月日： 2015年6月 - 2015年7月

    開催地：Sapporo   国名：日本国  

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産業財産権

  • 金属酸化物薄膜還元検知センサ

    上田光敏, 林 優作, 河村 憲一, 入澤 恵理子, 小松 篤史, 大久保 成彰, 山口 周

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    出願人：国立研究開発法人 日本原子力研究開発機構, 国立大学法人 東京工業大学

    出願番号：特願2020-062404  出願日：2020年3月

    公開番号：特開2021-162404  公開日：2021年10月

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受賞

  • 学術記念賞（西山記念賞）

    2023年3月   （一社）日本鉄鋼協会   鉄鋼材料の高温酸化に関する研究

    上田光敏

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  • 進歩賞

    2014年5月   （公社）腐食防食学会   構成イオンの流れの発散による酸化皮膜中のボイド生成の定量的予測に関する研究

    上田光敏

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  • 田川記念固体化学奨励賞

    2010年3月   （社）電気化学会 固体化学の新しい指針を探る研究会   金属酸化物中の動力学的組織変化の定量的予測と金属の高温酸化への応用

    上田光敏

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  • 東工大工系若手奨励賞

    2008年9月   東京工業大学  

    上田光敏

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  • 手島記念研究賞 博士論文賞

    2005年2月   手島工業教育資金団  

    上田光敏

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 高温その場観察による耐熱金属材料の水蒸気酸化挙動に及ぼす水素の影響の明確化

    研究課題/領域番号：23K04446  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    上田 光敏

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：4810000円 （ 直接経費：3700000円 、 間接経費：1110000円 ）

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  • 耐熱鋼の耐水蒸気酸化特性を向上させる析出強化相の新規活用法とその指導原理の確立

    研究課題/領域番号：19K05055  2019年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    上田 光敏

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）

    本研究では，火力発電プラントなどの高温構造用材料として用いられている耐熱鋼の高温水蒸気酸化挙動に及ぼす添加元素ならびに析出強化相の影響を，耐熱鋼のモデル合金を用いて検討した。その結果，耐熱鋼の高温強度向上を意図して添加されているNbやWは，耐熱鋼の耐水蒸気酸化特性を向上させることが明らかとなった。また，これらの添加元素は，母材に固溶することで耐酸化特性を向上させるだけではなく，強化相として析出した場合でも耐酸化特性の向上に寄与することが明らかとなった。

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  • 耐熱金属材料の耐水蒸気酸化特性を向上させる母材集合組織の設計指導原理

    研究課題/領域番号：26870186  2014年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    上田 光敏

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：3770000円 （ 直接経費：2900000円 、 間接経費：870000円 ）

    本研究では，耐熱金属材料の耐水蒸気酸化特性を向上させる母材集合組織の設計指導原理を確立するために，耐熱鋼の水蒸気酸化における酸化皮膜の組織形成に及ぼす母材結晶方位の影響を明らかにした。オーステナイト系耐熱鋼のモデル合金であるFe-Cr-Ni合金を用いて種々の高温酸化実験を行った。また，電子線後方散乱回折法を用いて，酸化前の試料表面における母材結晶方位を特定しておき，酸化後に同一表面の組織観察を行うことで，表面に生成する酸化皮膜の組織形態と母材結晶方位との関連性を明らかにした。(111)を有する結晶粒の表面では，内部酸化が起こりにくく，その直下に保護性酸化皮膜が生成しやすいことが明らかとなった。

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  • 長寿命固体酸化物燃料電池作製のためのケイ素フリー耐熱性ガスシール技術開発

    研究課題/領域番号：22360284  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    明石 孝也, 南口 誠, 林 重成, 清野 肇, 上田 光敏

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    担当区分：研究分担者 

    配分額：19110000円 （ 直接経費：14700000円 、 間接経費：4410000円 ）

    酸化ジルコニウムを分散させたアルミニウム中間層を用いた液相酸化接合によって、固体酸化物燃料電池構成部材のイットリア安定化ジルコニアとステンレス合金の間に酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムの複合層を生成させることで,高い酸素ガスシール性と優れた耐熱サイクル性を有するシールを形成することに成功した。また、酸化ニッケルを分散させたアルミニウム中間層を用いた液相酸化接合によっても接合部の耐熱サイクル性を向上させた。

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  • 金属複酸化物系ガス分離膜の動力学的組織変化の制御と長寿命化

    研究課題/領域番号：19760518  2007年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    上田 光敏

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：3670000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：570000円 ）

    本研究では,1173Kの酸素ポテンシャル勾配下においてSrCo_<0.8>Fe_<0.2>O_<3-δ>酸素分離膜中に生じる動力学的組織変化を実験的に観察した。その結果,酸素分離膜の組織は,膜中の酸素透過によって大きく変化することがわかった。一方,酸素分離膜中のイオンの流れの発散を計算し,その組織変化を定量的に予測することを試みたが,計算結果を得るには至らなかった。

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  • ナノイオニクス組織の熱力学的・動力学的安定性と組織制御

    研究課題/領域番号：16079206  2004年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    丸山 俊夫, 中村 吉男, 河村 憲一, 上田 光敏

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    配分額：49800000円 （ 直接経費：49800000円 ）

    イオニクス素子はイオンの流れの存在下、すなわち非平衡下で用いられる。そこでは材料中に化学ポテンシャルの勾配が常に形成しており、それに駆動された物質移動により、組織の変化が起こる。機能性を追及して形成したナノ組織を如何に維持するかが、高温ナノテクノロジーの解決すべき最も大きな問題である。本研究はイオン流れ下の組織変化を熱力学および動力学的観点から、定量的に予測する概念を確立し、それをもとに高温でのナノ組織の維持に関わる技術を開発することを目的にして行った。
    本研究期間内で以下の成果を得た。
    (1)イオン結晶中の化学ポテンシャル分布. イオン流束とその発散を表す理論式を導出した。
    (2)金属の高温酸化組織の解析に応用して, 導出した式の妥当性の検証し, 以下の研究に応用した。
    (3)この手法を異相界面を有する系への拡張する方法を確立した。
    (4)イオン流束の発散と格子欠陥構造との間の一般的関係を導いた。
    (5)3元系の金属酸化物への応用手法を開発した。
    (6)組織解析のための金属酸化物表面の酸素ポテンシャルの実測法の確立。

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  • 高効率エネルギー変換用金属材料の高温酸化皮膜の非平衡組織と機能の制御

    研究課題/領域番号：16360361  2004年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    丸山 俊夫, 河村 憲一, 上田 光敏

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    配分額：14100000円 （ 直接経費：14100000円 ）

    (1)酸化皮膜中のボイド形成の定量的予測
    高温酸化過程の皮膜中の化学ポテンシャル分布,イオンの流れ,その発散を求める速度式を確立し,発散がボイド形成の定量的目安となることを示した。
    鉄の高温酸化をモデルとして,提案した手法の実験的検証を行った。
    (2)高温燃斜電池(SOFC)のインターコネクタ用フェライト系Fe-Cr合金の高温酸化と導電性
    Fe-16Cr合金の高温酸化をSOFCの作動条件を模擬して行った。すなわち,1073Kで,試料の一方の面を空気,他方をH_2O/H_2=3/97の混合ガスに曝した。
    両面ともにCr_2O_3の連続皮膜が形成し,その,成長速度はほぼ等しい。これは,皮膜中の欠陥構造は格子間Crイオンが支配的な領域にあることを示している。
    (1)で提案した手法を用いて,皮膜中の酸素ポテンシャル分布を評価すると,皮膜の大部分で酸素ポテンシャルは低く保たれており,導電性が高い皮膜が得られる理由が明らかとなった。
    また,外部電流を印加しながら酸化実験を行うと,カソード側の皮膜成長は抑制され,アノード側では促進されることを見出した。両極における酸化速度を予測する式を導出し,この結果を定量的に解析しするとともに,長時間の酸化挙動を予測する手法を提案した。
    (3)酸化皮膜の組織形成過程の制御法と機能性の設計法
    本研究をまとめると以下のようになる。
    (1)拡散係数の酸素分圧依存性を知ることができれば,組織形成を予測できる。
    (2)組織の制御たはイオンの拡散係数の制御が不可欠である。これは原子化制御を達成できれば可能である。
    (3)皮膜中の化学ポテンシャル分布の評価は,皮膜の組織および機能の設計には極めて有力である。

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  • 熱力学的に平衡する金属酸化物を用いた永久寿命高温トランジスタ

    研究課題/領域番号：15656172  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  萌芽研究

    丸山 俊夫, 河村 憲一, 上田 光敏, 尾山 由紀子

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    配分額：3300000円 （ 直接経費：3300000円 ）

    本研究ではNiO-ZnO系で熱力学的に平衡する酸化物を取り上げ高温トランジスタの開発の可能性を調べることを目的としている。平成16年度はp型であるNiO(ZnO)固溶体とn型であるZnO(NiO)固溶体とに,同時にドナーとアクセプターをドーピングして,熱力学的平衡における固溶量の違いにより,高性能な素子が得られる可能性について調べた。
    アクセプターとしてLi_2OおよびNa_2O,ドナーとしてAl_2O_3およびGa_2O_3を取り上げ,両者の組み合わせをすべて調べた。その結果,Na_2OとAl_2O_3を1mol%づつ同時にドープすると,NiO(ZnO)固溶体のp型特性およびZnO(NiO)固溶体のn型特性が同時に改善されることを見出した。
    両者によるp-n接合の特性は773Kでは1ヶ月間の実験でも変化が見られず,長寿命が期待できることを明らかにした。
    本年度は,薄膜化によるp-n-pやn-p-n型のトランジスタの作製までには至らなかったが,今後,パルスレーザーデポジションによる薄膜化を計画しており,その特性を調べるとともに無限寿命高温トランジスタとしての可能性を継続的に研究する。

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担当経験のある科目（授業）

  • 情報学Ⅰ（分担）

    2025年4月 - 現在 機関名：北海道大学

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  • 高温腐食防食学特論（分担）

    2024年4月 - 現在 機関名：北海道大学

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  • 金属製錬工学（分担）

    2024年4月 - 現在 機関名：北海道大学

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  • 高温物理化学−金属の高温酸化

    2016年4月 - 現在 機関名：東京科学大学

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