2019年 第34号 第2巻

MAGAZINE

NICKEL

ニッケルとそ の 用 途 に 関 する専 門 誌 2019年 第34号 第2巻

ニッケルの現在と未来 人々の生活と科学の中に 炭素回収と 貯留の未来

ニッケル合金が 宇宙の重力波を捉える

新シャンプレーン橋 125 年の時を越えて

ケーススタディ16 ムルデカ PNB 118 ビル 世界で三番目の高さを誇る 644 m (2,113 ft) の超高層ビル「ムルデカ PNB 118 ビル」 （PNB は政府系投資会社 Permodalan Nasional Berhad 社の略）がクア ラルンプールにその姿を現してきました。1957 年にマレーシアの独立が宣言さ れた歴史的に重要なムルデカ地区に位置するこの水晶のような形をしたタワ ーは 118 階建で、天辺に 150 m の高さの尖塔を備えています。

長寿命のビル 六つのベルト・トラス部、三つのアウト リガー・トラス部、複合橋床ならびに 広大な屋根組から成る構造用鋼シス テムによって主要構造が形成されてい ます。こうしたシステムによって安定 性が確保され、風や地震に耐えられ るような設計となっているのです。上 部構造は 4 m の厚さのいかだ基礎 スラブと、一本が直径 2.2 m で長さ が 60 m にも及ぶ 137 本の現場打設 の埋込み杭によって支えられていま す。 FENDER KATSALIDIS ARCHITECTS

配管用ステンレス鋼 118 階という高さでも水道供給という 使命を果たせるように、屋内配管に はステンレス鋼管が選ばれました。ス テンレス鋼を使うと上質の飲料水の 配水が容易に行えますし、さらに超 2019年 第34号 第34号 第2巻 第2巻 22 || 2019年

高層の建物に付き物の超高圧に耐 えるという点からもステンレス鋼は理 想的な材料です。配管システムだけ でも、70 t を超えるステンレス鋼が使 用されます。使用されているのはステ ンレス鋼 304 (UNS 30400) 系で、管 と取り付け金具のサイズは 15 mm か ら 60.5 mm までの巾があります。マ レ ーシアのステンレス 鋼 鋼 管メー カーである HOTO Sta i n less Steel Industries 社 の HOTO 配管システム が採用されており、冷水と洗浄用水 システムを供 給しますが、その施工 は Qudotech Std Bhd 社が担当します。 この壮大なプロジェクトは 2021 年に 完工の予定です。

HOTO STAINLESS STEEL PLUMBING SYSTEM

地元の設計会社の RSP Architects 社 なら び に 景 観 設 計 を 担 当し た Sasaki Associates 社と共にこのプロ ジェクトに携わった Fender Katsalidis Architects 社によれば「このビルの多 面的なデザインはマレーシアの伝統 芸術と工芸を彷彿とさせるものだ」と のことです。

編集者記： 最先端、温故知新、そしてアインシュタイン

私たちがいる社会は新しいものに関心が向きますが、それは無理からぬことでしょ う。しかし忘れてはならないのは、私たちの今日をかくあらしめた材料は今も私たち のすぐ側に存在しているということです。そうした材料のひとつがニッケルです。 一例を挙げましょう。将来、人類を地球外に連れて行 ってくれる乗り物に使われるのはニッケル含有ステンレ NSF LIGO SONOMA STATE UNIVERSITY A. SIMONNET

ス鋼です。それは SpaceX 社の CEO イーロン・マスクが 探求しているものですが、SpaceX 社だけではなく（特 にスーパーヘビーロケットが成功すれば）他の宇宙産 業企業も追随すると見られています。 一方で、私たちの実際の日常生活のすぐそばにあるニ ッケル含有ステンレス鋼はインフラです。1962 年に盛 大に開通した、ある大きな橋はわずか 50 年しかもちま せんでした。しかし巨額の費用と人々に不便もかけな がら、この古い橋は 2019 年まで使用されました。カ ナダのケベック州にある St. Lawrence 川に架けられた 新しい橋の名は New Champlain Bridge 、耐用年数は 125 年です。あまり長持ちしなかった古い橋と今度の 新しい橋の大きな違いは何かと言うと、ニッケル含有 ステンレス鋼を幅広く使用しているか否かです（6 ペー ジ参照）。1962 年に建設された古い橋は、適切でな い材料を選択したことによってライフサイクルの全期 SPACEX

間中に亘り極めて高い費用がかかった訳ですが、新し い橋にはその教訓が生かされています。 そしてなぜここでアインシュタインが出てくるのでしょう？ ニッケル含有合金がどのようにして重力波の発見を可能にしたのか学びませんか （10ページ参照）。ニッケル誌はニッケル含有材料がエンジニアリング、建築、科 学分野で貢献し続けている事実をお伝えしてゆきます。様々に形を変えながらも ニッケルは我々の将来にとって必要不可欠なものです。地球上でもそして地球外

激変する宇宙の事象をアーティスト が印象で描くと、そこでは様々なと が起きています。これは二つの中性 子星の衝突を表現した創作物です が、宇宙が物理に則ってどのように 機能しているかが科学的に明らか になってきました。そのひとつの例 が重力波の最近の検出と測定です が、そこには勿論ニッケルが関わっ ているのです。LIGOと Virgo（レー ザー干渉計重力波観測所）について の話は 10 ページをご覧ください。

でも。 クレア・リチャードソン ニッケル誌 編集長 2019年 第34号 第2巻 | 3

02 ケーススタディー 16

ムルデカ PNB 118ビル

03 編集者記

新旧とアインシュタイン

NICKEL ニ ッ ケ

ル ・ ニ

NOTABLES

目次

ュ ー ス

04 ニッケル・ニュース 06 新シャンプレーン橋 125 年先の未来も

08 バウンダリー・ダム

炭素回収貯留の五年

10 重力波

ニッケルを使った観測

13 水素列車

EYE OF SCIENCE/SCIENCE SOURCE

ニッケルを搭載

14 驚きの滑り台

チャンギ空港のジュエル

15 新刊書 15 UNS 番号 16 非破壊ギター

ニッケル使用3Dプリント

Nickel magazine はニッケル協会が発行しています。 www.nickelinstitute.org Dr. Hudson Bates（会長） Clare Richardson（編集発行人） communications@nickelinstitute.org 寄稿者： Gary Coates, Rick Huza, Larry Martin, Richard Matheson, Bruce McKean, Geir Moe, Kim Oakes, Odette Ziezold デザイン：Constructive Communications 本誌は読者への一般情報提供を目的としており、 しかるべき助 言を確保せずして、如何なる特定の目的あるいは用途のため に使用もしくは依拠されるべきではない。本誌は専門的に見て 正確であると信じられるものではあるが、ニッケル協会とその 会員、職員およびコンサルタントはあらゆる一般的なもしくは 特定の目的のための適合性について何ら表明もしくは保証す るものではなく、 また本誌に示されている情報に関して如何な る種類の義務もしくは責任を負うものではない。 ISSN 0829-8351 印刷：Hayes Print Group（カナダ）、再生紙使用 画像出典： 表紙：iStockPhoto©cemagraphics

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宇宙の虫 宇宙は厳しいところです。人間にとってはストレスが多く不自然な環境です。人 類が宇宙に行く時、地球からバクテリアも一緒に連れて行っています。ところ が、地球では良性で簡単に対処できるものが宇宙では問題となります。 ベルリンボイト工科大学の Elisabeth Grohmann 教授は新しい研究報告書の 著者ですが、その中で次のように述べています。 「ストレスホルモンによって宇 宙飛行士が感染症にかかりやすくなるだけでなく、飛行士たちが持ち込むバク テリアは宇宙で強化します。厚い保護膜を作り抗生物質への耐性もついてより 活発になり繁殖と新陳代謝が早くなるのです。」 国際宇宙ステーションのトイレでは、ある特許を取得した銀とルテニウムによる 表面処理の試験が行われました。12 か月後と19 か月後に測定されたバクテリア は、対照表面と比べると 80 ％ 以上減少していました。 この試験において表面処理は銀とルテニウムのコーティングでしたが、その基盤 はニッケル含有ステンレス鋼 304 (UNS S30400) 系で、この合金は様々な表面 処理が可能なことでよく知られています。 宇宙環境は常に苛酷ですが、ニッケル含有材料は時に主役、時に脇役として人 の生命の維持を可能にしています。

UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA

SPACEEX

バック・ トゥ・ザ・ フューチャー 宇宙船は 1950 年代のフィクション小 説には必ず登場します。その当時の宇 宙船はピカピカで、窓とヒレと脚が付 いた太い葉巻のような形に描かれてい ます。現在、未来の宇宙船は 70 年前

金属木材

の想像上の船と非常によく似たプロト

航空宇宙用チタンより強く、水より軽

タイプを元に設計が進んでいます。そ

い。 「金属木材」と呼ばれるその材料

してその船はニッケル含有ステンレス 鋼で作られています。SpaceX 社はスー パーヘビーロケット（かつてのビッグ・

には実は木材は全く含まれていませ ん。ペンシルべニア大学、イリノイ大

ファルコン・ロケット、BFR として知ら

学、ケンブリッジ大学の研究者らは、

れる）を動力源とする単段式宇宙輸送

チタンと強度が同じにもかかわらず四

機 (SSTO) を開発中です。SpaceX 社の CEO であるイーロン・マスクは、あらゆ る根拠から見てステンレス鋼はアルミ

倍も五倍も軽いナノサイズの細孔を持 つニッケル薄 板の製作に成功しまし

や炭素複合材を多くの面で凌駕してお

た。何十億ものニッケルの「支柱」の隙

り、技術・性能・経済面で最善の選択

間にある細孔のために、木材のように

肢であると語っています。

見えるのです。何千倍も拡大すると、こ の材料はハチの巣のように見えます。 では次の課題は？ この材料を大量生 産する方法を考え出すことです。大き な厚板ができれば、自重に比べて重い 荷重に耐えられるような軽い材料とな

MALVIKA VERMA

り建築業界や自動車業界が求めてい る画期的な材料になり得るでしょう。

胃にやさしい結核治療 世界で最悪の伝染病のひとつで、人口の四分の一が感染し毎年 100 万人以上が死亡する結核の治療に、細巻きの針金 （コイル）が大きな効果をもたらしそうです。結核の感染率が高いインド・南アフリカ・中国といった国の農村部では、治療 のため抗生物質を六か月間毎日投与し続けるのは困難でした。コイルを使った治療では、まずニッケルとチタンの合金で あるニチノール (UNS NO1555) で作られた弾性型ワイヤーが患者に挿入され、これが胃の高温部に届いた時に変形します。 ワイヤー沿いに 600「錠」まで様々な抗生物質を付けておくと、その薬は一か月の間に亘って体内で順次放出されます。コ イル状になっているため、ワイヤーは消化器官のさらに先までは行かないようになっています。治療を最後まで遂行するこ とは世界中の課題でしたが、ニッケル合金が解決の一助となるでしょう。 2019年 第34号 第2巻 | 5

モントリオールの 新シャンプレーン橋： ステンレス鋼鉄筋で耐久性向上 Saint Lawrence 川とその海路の両方を横切る Champlain Bridge はカナダで最も 込み合う橋で、年間 5,000 万台を超える車両が通過し、1,100 万人ほどの人々が 通行していました。この橋は Montréal ならびに South Shore を結んで 1962 年に 初めて開通し、およそ 58 年間に亘りケベック州とカナダ東部地域に役立ってきま した。しかし今では取り壊される予定です。 この橋の代わりになるのは新 Samuel 設計者らが直面したのは、耐用年数 de Champlain 橋 で、Infrastructure に関わる多くの難題でした。モントリ Canada 社が 2019 年 7月 1日に完工し

オールの環境は極めて厳しいものがあ

ました。長さ 3.4 km のこの橋は斜張橋 ARUP — INFRASTRUCTURE CANADA

り、冬場の気温はしばしば－25°C まで 構造となっており、三つに分かれて平 下がります。季節ごとの気温の変化の 行して走る全幅 60.2 m の路面がありま 幅は 60°C までにもなり、その結果とし

すが、そこには高速道路６車線、幅広の て極端な凍結融解サイクルを生じます。 路肩があるバス専用の２車線、大量輸 冬季の気象条件下で橋をいつでも使 送用の可変車線２車線、歩行者と自転

車専用の 3.5 m 巾の多目的道路が通っ ています。 最初の橋の劣化が激しかった主な理

仕様に定められたのは、2304 (UNS S32304)系、2101 (S32101)系、304 (S30400) 系の三種 類の有力なス テンレス 鋼 合 金で す。この三 種 類 の合金はすべて、クロムとニッケル を十 分なレベルで 含有しているた め、125 年間に亘りしっかりと耐食性 を保ちます。入札の際には費用と利 用可能性の面から 2304 系（ニッケル 含有 4 %）が使われました。鉄筋の生 産と加工は北米で行われました。

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由として、適切な計画なしに散布され た道路用塩化カルシウム（融雪剤）に よる腐食作用が挙げられますが、さら に設計上の欠陥もありました。排水設 備が不適切で不完全だったため、非常 に重要な構造部材の上に湛水と水漏 れが生じました。同様に 1950 年代後

えるようにするためには、融雪剤であ る塩化カルシウムを道路に散布する必 要があります。 この橋はカナダ東部を結ぶ、なくては ならない経済的な繋がりでもあるため、 施主はこの構造物の車道部分につい て 125 年という耐用年数の必達を求め ました。耐久性の向上は適切な材料の 選択と設計の組み合わせにより達成さ れました。広範囲なライフサイクル費

半当時では最新の技術だったアプロー 用の分析の結果、すべての主要な構成 チ部の径間（わたりま）のプレストレス 要素に耐久性のある材料を使うことで

ト・コンクリート╱ポストテンション方 より望ましい費用対効果が得られるこ 式による桁のコンクリートは、激しく劣 とが分かりました。修理や道路工事中 化してしまいました。2013 年にはこの

の交通麻痺を避けることにより、この

橋の建て替えが発表され、2015 年に

橋を使っている全期間に渡って費用を

工事が開始されました。

節約することができるからです。

ARUP — INFRASTRUCTURE CANADA

CHRISTINNE MUSCHI/THE GLOBE AND MAIL

望ましい耐久性と耐用年数を達成する ンレス鋼鉄筋が橋の全長に及ぶ車道の ため、施主は性能ベースの仕様書にも プレキャスト・コンクリートと現場打ち とづく方法ではなく、特定の「耐久性推

コンクリート部分に使われましたが、こ

進」材料の使用を条件として定めまし

れにはアプローチ部、橋台、伸縮装置

た。選ばれた強化材料（鉄筋）もこれ

周辺の外面すべてが含まれています。

に含まれていました。

新しい Samuel de Champlain 橋は美し

政府が行った評価では、厳しい条件、 さと便利さを兼ね備え、どのような輸 構造主要部材が必要とする長い耐用

送モードにも対応が可能です。ニッケ

年数、この橋の経済的重要性という点

ル含有部材のおかげで、この橋は気候

から、鉄筋はステンレスとするという決

の変動にも輸送パターンの変化にも決

結論として、長期間に亘るメンテ ナンス費用削減と、道路工事が引 き起こす交通渋滞を避け橋の利 用度を高めるという意味で、ステ ンレス鉄筋が大きな付加価値を 設計にもたらすということです。

定がなされました。合計 17,000 t のステ して負けることはありません。 2019年 第34号 第2巻 | 7

五年にわたる 炭素回収と貯蔵

ニッケル 含有合 金は S a s k Power Boundary Dam CCS コンプレック スにおいて順調に性 能を発揮して います。吸収 装 置ではニッケルを 約 24 % 含む AL‑6XN® が湿式排ガス の腐食性に耐えられるよう使用され ています。

炭素排出の削減については様々な革新的な道筋があります。そのひとつが Boundary Dam 炭素回収貯蔵コンプレックス (CSC) であり Boundary Dam 3 (BD3) としても知られています。五年の操業を経て、当初多くの人が単なる実 証プロジェクトと見ていたにもかかわらず 316L 系 (UNS S31603) などのステ ンレス鋼や AL-6XN® (N08367)および 254 SMO® (S31254)などのニッケル合 金は引き続き高性能を発揮しています。 電 力 需 要 ならび に気 候 変 動 対 応 への要求を満たす B o u n d a r y D a m はカナダのサス カ チュワ ン 州 の 電 力 会 社 で あ る Saskatchewan Power Corporation (Sask Power) により操業されている 大型石炭火力発電所です。1955 年 創業であり、2014 年には BD3 のター ビンには炭素回収貯蔵設備が追加 導入され、石炭火力発電所としては 世界初の燃焼後回収技術を採用する こととなりました。

います。サスカチュワン州は 50 億 t 以 上の褐炭の埋蔵量があり、現在の消 費量であと 250 年分が存在します。 亜硫酸ガス (SO2) は大量の燃焼生成 物であり、炭素回収貯蔵コンプレッ クス（CCS）にとって二重の難題となり ます。すなわち亜硫酸ガスと二酸化 炭素両方の回収です。初期工程で微 粒子成分は燃焼排気ガスから沈殿 槽で除去されます。微粒子成分はフ ライアッシュ（飛灰）として販売され ますが、これはコンクリート、鉱山業、 油井、道 路 基盤など更には液体廃 棄物安定剤として使われます。燃焼 排気ガス中の窒素酸化物 (NOx) は 低 NOx バーナーの使用により減少し、 オーバーファイア空気も削減します。 排出削減のために使用されるプロセ スは溶剤系の二酸化炭素回収技術で、 これと亜硫酸ガス回収プロセスを組 み合わせたものです。

SASKPOWER

名目上の寿命は 30 年であり、当初の 設計コンセプトとしては燃焼排気ガ スから年間 100 万 t の二酸化炭素を 回収し貯蔵することであり、更にター ビンの寿命を数十年延ばす利点もあ ると目されていました。この費用が約 15 億 加ドルかかった点、また機械出 力が 139 MW から正味 115 MW に下 がったことから、この施設の技術なら びに素材はしっかりとしたものである ことが明確であるにも関わらず、その まず亜 硫 酸 ガス が 燃 焼 排 気 ガス 経済性については議論を呼んでいま か ら 除 去 され 、そ の 後 同じ 設 備 にお いて 二 酸 化 炭 素 が 回 収 され す。 ます。Sask Power BD3 CCS 設備は 亜硫酸ガスと二酸化炭素： 亜硫酸ガスを100%まで除去し、一 二つの難題 日 16,000 ℓの販売可能な硫酸に転 公益事業規模の発電については石 炭がいまだ幅広く使 用されており、 換する能力を持っています。 全世界の約 40 % の電力を供給して 二 酸 化 炭 素 の 9 0 %まで 燃 焼 排 気

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ガスから除 去が可能です。このガス

設備においてニッケル含有合金は良好

は 17.2 MPa (2500 psig) （※ psig は重

な状態にあることが示されました。容

量ポンド毎平方インチゲージ圧）で圧

器、洗浄・ろ過装置、パイプ、コンプレ

縮され超臨界状態つまり濃密相状態

ッサーならびに熱交換機などの工程シ

になります。その後パイプラインにより ステム上の構成要素は一般的に孔食や 地質貯留地に輸送されます。サスカチ

腐食は全く見られません。ほとんどの

ュワン州 Weyburn 近くの増加石油回

場合、処理工程に晒されている金属は

収法による工場の地下約 1.4 km にあ

当初導入された時の状態を保っている

る貯油層、あるいは地下 3.4 km にある ように見えます。 塩水帯水層がこれに当たります。二酸

ステンレス鋼の AL-6XN は高耐食オー 化炭素を地下深く塩水に満たされた砂 ステナイト系合金でその強さで知られ 岩層に貯蔵することが温暖化ガス排出 ていますが、同時に酸溶液中における

を削減する安全な方法であることを証

すきま腐食ならびに孔食に対する耐性 明するため、この地質貯留の現場では も保持しています。これはニッケル含有 測定、モニタリングならびに検証が実 素材がいかに炭素削減の未来へ導く 施されています。

2014 年以 来、Sa sk Power 工場 では今日まで約 260 万 t の二酸 化 炭 素 が 処 理 され て き まし た が、操 業 実 績は 着実に改善され ています。2018 年に CCS 施設は 計 625,996 t の二酸化炭素を回収 し、前年に比べ大幅に増えていま す。 外的要因による稼働停止を除くと CCS 設備の利用可能率は 94 ％ で した。

革新的技術を可能にするかを示した例

SASKPOWER

定期的な共用期間中検査の結果、この です。

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アインシュタインは正しかった ニッケル含有合金の働きで 予言された重力波を観測 1916 年、アルベルト・アインシュタインは重力波の存在を予言する論文を発表し ました。重力波とは超新星爆発やブラックホール同士の衝突といった遠い宇宙 におけるもっとも激しい現象により生じる時空の小波（歪み）を言います。100 年 以上に亘ってこの予言は科学者たちの好奇心を掻き立ててきました。このような 波動は（存在するとして）検出可能なのか？ もし可能となれば基礎物理学にとっ て意味するところ、即ちアインシュタインの一般相対性理論は実効性のある理論 体系であるとの確信性に極めて大きい意義があります。 重力波天文学は観測天文学の理論部

た。これは二つの長さ 4,000 m の L 字

LIGO/T. PYLE

門であり、重力波を使い中性子星やブ 型干渉計でのレーザー光線が、隔離さ ラックホールなどの物体や超新星など れ停止している試験体から反射されて の事象についての観測データを収集 戻ってくるまでの光行差を比較するこ

上記のイラストでは二つのブラック ホールが合体しようとしています。そ れぞれ自己の回転を持ち、互いの重 力で引き合いながら渦を巻いて合 体に向かっています。これらのブラ ックホールは 2015 年 12 月 26 日に 検出されましたが、それぞれ太陽の 14 倍ならびに 8 倍の質量がありまし た。ここでは重力波時間次元は格子 状の模様で表されていますが合体 による重力波の発生により歪められ ています。このような事象は宇宙の ような（膨大な）スケールの下でも小 さくはない出来事です。しかし LIGO や Virgo が示すように決して稀な現 象ではありません。

することが期待されています。しかしな とにより行われます。 がらまずその存在が証明される必要が 2002 年から 2010 年の初期の LIGO ありました。この調査に対する科学的・ 観測では重力波は検出されませんでし 政治的支援が見つかり、米国の二観測 た。2008 年に初期 LIGO 検出装置を 所（LIGO、レーザー干渉計重力波研 改良する作業が始まりました。この改 究所）と欧州の一観測所（Virgo 観測 計）の協力し合う三つの観測所という 良により検出感度は大幅に高まり、こ 形で結実しました。 もはや理論ではない レーザー干渉計重力波観測所(LIGO)

の二つの 4,000 m の干渉計は 10－19 m、

すなわち陽子の1/10,000（１万分の１） の精度で比較されています。

は大型の物理学的実験観測所であり、 これほどの精度を達成するには精密レ 宇宙重力波を捉え重力波観測を天文 ーザー、真空技術ならびに高等光学機 学ツールに仕立てるためアメリカ国立

械システムの技術的革新が優れたコン

科学財団の委託でカリフォルニア工科 ビネーションで起きねばなりません。ワ 大学 (Caltech) ならびにマサチューセッ シントン州ならびにルイジアナ州にあ ツ工科大学 (MIT) が稼働させています。 る二つの LIGO 観測所は地球擾乱(大 レーザー干渉法により重力波を検出す 気が乱れる現象)の影響を避けるため る目的で二つの観測所が建設されまし

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協力し合っています。

EGO/VIRGO COLLABORATION/PERCIBALLI

欧州も

2015 年 9 月から2016 年 1 月およ

LIGO の欧州版である Virgo は 2000 年

び 2016 年 11 月から 2017 年 8 月の二

まで遡りますが、フランス(仏国立科学 研究センター、CNRS)とイタリア(伊国立 原子物理学研究所、INFC)が欧州重力 波観測所 (EGO) を結成したことに始ま ります。その後オランダ、ポーランド、ハ ンガリーならびにスペインの機構が参

度にわたる最初の観測期間中に重力 波は 11 回検出されました。2019年1月 に開始された三度目の観測では（重力 波であるとの確認を要するものですが） 更に 18 回の検出がありました。 これほど根源的な物理学は他になく、 ニッケル含有合金は科学者・技術者が

加しました。LIGO と同様な経緯があり

限界を広げることを可能にしました。こ

同様の装置改良が行われました。

の場合、新たな次元に向けて。

LIGO は第 三 観測期間として知ら れる運用のため改良されました。こ の写真ではその改良作業の一部を 技術者が行っています。強さ、被削 性、堅さならびに熱安定性の面から ニッケル含有素材が重要と見なされ 使用されています。

2019年 第34号 第2巻 | 11

JOHAN JARNESTAD THE ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCES

ニッケルはどこに？ CALTECH/MIT/LIGO LAB

ニッケル含有素材は同じような設備を持つ LIGO ならびに Virgo 観測所の多く の重要な部品の製造に使用されました。LIGO 観測所では大気屈折によりレー ザー行路が乱れぬよう、各 LIGO の機械は地球上最も大きな超高真空システ ムのひとつに覆われています。各システムは 8,000 m におよぶ直径 1.2 m、厚 さ 3.2 mm の 304L 系 (UNS S30403) ステンレス鋼ビーム管で構成されていま す。したがって両方の観測所のビーム管には120 t 以上のニッケルが含まれ、さら に 15 t 位がこの光学システムをその頂点ならびに末端で収容し保護する真空容 「干渉計は二つ以 上の光源を結集し、 測定・分析可能となる干渉パターンを 作り出します。これは他の方法では不 可能な微小な測定をするのにしばしば 使われます。」

器、またそのバルブや接続スプールに使用されています。 他の内部部品は 304 系 (S30400)、304L ならびに 316 系 (S31600) から製造 されています。部品の中には迷光反射を抑えるため、更に無反射の黒ニッケ ルコーティングでメッキされているものもあります。重要な高応力アイソレーシ ョン・スプリングやサスペンション・フレクシャは、運転ならびに組み立て時の 腐食に抗するためにニッケルメッキされ時効硬化処理されたマルエージング 鋼 300 (K93120) から製造されています。

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ニッケル搭載の アルストム社製水素列車 独ニーダーザクセン州で ゼロ・エミッション運行 欧州最大の鉄道関連重電メーカーの Alstom Transport 社 は 2018 年 9月 16日、 同社が開発した水素燃料電池列車「Coradia iLint」をドイツ北部のニーダーザク セン州 Bremervörde 駅で初披露し予定通り運行を開始しました。同列車は水素 燃料電池を動力とする世界で初の旅客電車で、貯蔵した水素と空気中の酸素を 反応させて発電し牽引するものです。列車は静かで唯一の排出物は水蒸気です。 制動時に回収された運動エネルギー Alstom 社の社長 Jörg Nikutta 博士は 整っている。これは非電化もしくは一

ウムイオン電池に貯蔵されます。貯蔵

部のみ電化された鉄道路線での環境

されたこの余剰エネルギーは通常運行

に優しい代替方式であり、既存の技術

時いつでも使用でき、加速時には付加

としては代表的なものだ。従来のディー

動力として利用できます。

ゼル気動車とは比較にならないほど静

列車には 150 人分の座席に加え 150

かになり乗り心地も格段に良くなった」

ます。その最高速度は時速 140 km に

車両の素材は通常の炭素鋼より耐食

達し、水素満タン状 態で N MC 電池

性・耐久性に優れる高強度のニッケル

のサポートも加味すると 600 ～ 800

含有 410L 系 (UNS S40977) ステンレス

キロの 連 続 運 行 が可能 で す。独 墺

鋼が使用されています。

人分の立席用スペースも確保されてい と語っています。

２ユニットから成るの Coradia iLint 列 車 が ディ ー ゼ ル 車 に 代 わ っ て、Cuxhaven ならびに Buxtehude 両市間を結ぶ 100 km の区間で運 行開始し、さらにこの先 2021 年末 までには 14 ユニットの水素燃料電 池列車がニーダーザクセン州全域 で運行を開始する予定です。

水素

制動時に回収された運動エネルギーや燃料 電池からの余剰エネルギーはニッケル含有 (NMC) リチウム・イオン電池に貯蔵される。

屋根部分に備え付けられた保持タ ンクに気体の状態で貯蔵された水 素が電池の燃料となる。

ALSTOM

燃料電池

2019年 第34号 第2巻 | 13

ALSTOM

ッケル・マンガン・コバルト (NMC) リチ

CORADIA ILINT

や燃料電池からの余剰エネルギーはニ 「当社の技術はいつでも実用の準備が

驚き満載の滑り台 チャンギ空港のジュエル 空港をもっと魅力的なところにするには？ 彫刻芸術作品と滑り台をひとつに結 び付け、世界初で唯一無二のアトラクションにすればよいのです。空港運営の戦 略として不可欠なものは、そこを訪れる人々の心に残る特別な場（体験）を提供す ることですが、この Discovery Slides（発見の滑り台）は、多岐に及ぶ生活様式を 営む人々が訪れる場所にふさわしい自然と技術が融合する美しいガラスとスチー ルで囲まれたドーム状の建物「ジュエル」の中の一角にあります。 シンガポールのチャンギ空港内に新 このプロジェクトは構想段階から完成 たにオープンしたエリアの最上階にあ まで二年を要しましたが、世界各地三 る Canopy Park に作られた四つの滑り か所で制作され、それをチャンギ空港 台は、異なる斜度や高さで構成され色 の施設「ジュエル」現地で Playpoint 々な「わくわく」体験が楽しめます。フ 社が組立完成させたものです。この遊 ァミリー向け一台、急傾斜のもの一台、 べる彫像は早くも人気を博し、ソーシャ 透明アクリルガラスで覆われた渦巻き ルメディアのお気に入りとなり、チャン 型が二台と盛り沢山です。 ギ空港行きの便を予約する理由のひと つにもなりそうです。 今後このようなス この構造物は複曲線のスチール面、曲 タイルで空港の付加価値を高めるよう 面ガラスと光ファイバー光源の複合 体といえます。316 系 (UNS31600) ス な取り組みは増えていくことが予想さ テンレス鋼板を溶接し、叩いて磨き上 れますが、その時は今回同様ニッケル げ、鏡面仕上げした継ぎ目のない光沢 も一役買えることを期待したいところで のある鋼板で、大きな台座を支える三 す。 IMAGE : JEWEL CHANGI AIRPORT

つの円錐体の柱を肌のように覆ってい ます。シンガポールの設計会社 Carve 社が設計したこの彫像とも言える構造 物には、311 ｍ2 のステンレス鋼板が使 用され、総重量 70 t のうち 50 t がステ ンレス鋼です。その大きさは、18 m × 16.7 m 以上、高さは最高部で 6.5 m に なります。

オンライン版ニッケル誌 WWW.NICKELINSTITUTE.ORG ニッケル誌の無料購読とウェブサイト掲載のお知ら せを希望する場合：www.nickelinstitute.org ニッケル誌を7カ国語でウェブサイトに掲載 www.nickelinstitute.org/library/

「ジュエル」はシンガポールのチャン ギ空港内にある自然をテーマにした 大型娯楽商業施設です。Discovery Slides があるCanopy Park はその 10 階にあり庭園とレジャー施設で 構成されています。

ニッケル誌のバックナンバーの検索：2009年7月号 以降のニッケル誌を掲載（英語版のみ） www.nickelinstitute.org/library/ Twitterでフォローしてください @NickelInstitute LinkedInでつながって下さい ニッケル協会のページをご覧ください ニッケル協会You Tube チャンネルで ニッケル関連のビデオが見られます

CARVE

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14 | 2019年 第34号 第2巻

新刊書 ニッケル協会は新規にニッケル含有材料の有効活用に関する技術ガイドを二点 刊行しました。 「硫酸に適合する合金の選択」(10057) フッ素、フッ化水素、フッ化水素酸に は硫酸による腐食の影響をあらゆる よる腐食の影響を考察しています。対 濃度において概観しており、不純物の

象素材は鉄鋼、ステンレス鋼、ニッケ

腐食性に対する影響をまとめていま

ル基合金、銅基合金、チタン、ジルコ

す。対 象 素 材は鉄 鋼、ステンレス鋼、 ン、タンタル等多岐に亙り、それらを ニッケル基合金、鉛、チタン、ジルコン、 様々な条件の下で概観しています。 タンタル等多岐に亙り、それらを様々 ニッケル 協 会 から全面 改 訂版として な条件の下で概観しています。また三

刊行されたこれら技術書は材料技術

種類の供給原料からの硫酸の生産に

者をはじめ皆様にとって有効な手引

ついての説明もあります。

書となるでしょう。

「フッ化水素、フッ化水素酸、フッ素に 適合する合金の選択」(10074) では

無料ダウンロードはこちらから： www.nickelinstitute.org

UNS番号別詳細 UNS

本誌に記載されたニッケル含有合金およびステンレス鋼の化学的組成 （重量パーセント）

Al

C

Co

Cr

Cu

Fe

H

Mn

Mo

N

Nb

Ni

O

P

S

Si

Ti

K93120 p. 12

0.050.15

0.03 max.

8.09.5

-

-

bal.

-

0.10 max.

4.65.2

-

-

18.019.0

-

0.010 max.

0.010 max.

0.10 max.

0.550.80

N01555 p. 5

-

0.07 max.

0.05 max.

0.01 max.

0.01 max.

0.05 max.

0.005 max.

-

-

-

0.025 max.

54.057.0

0.05 max

-

-

-

bal.

N08367 p. 8

-

0.030 max.

-

20.022.0

0.75 max.

bal.

-

2.00 max.

6.07.0

0.180.25

-

23.525.5

-

0.040 max.

0.030 max.

1.00 max.

-

S30400 p. 2,4,6,12

-

0.08 max.

-

18.020.0

-

bal.

-

2.00 max.

-

0.10 max.

-

8.010.5

-

0.045 max.

0.030 max.

1.00 max.

-

S30403 p. 12

-

0.03 max.

-

18.020.0

-

bal.

-

2.00 max.

-

0.10 max.

-

8.012.0

-

0.045 max.

0.030 max.

1.00 max.

-

S31254 p. 8

-

0.020 max.

-

19.520.5

0.501.00

bal.

-

1.00 max.

6.06.5

0.180.22

-

17.518.5

-

0.030 max.

0.010 max.

0.80 max.

-

S31600 p. 12,14

-

0.08 max.

-

16.018.0

-

bal.

-

2.00 max.

2.003.00

0.10 max.

-

10.014.0

-

0.045 max.

0.030 max.

1.00 max.

-

S31603 p. 8

-

0.03 max.

-

16.018.0

-

bal.

-

2.00 max.

2.003.00

0.10 max.

-

10.014.0

-

0.045 max.

0.030 max.

1.00 max.

-

S32101 p. 6

-

0.04 max.

-

21.022.0

0.100.80

bal.

-

4.006.00

0.100.80

0.200.25

-

1.351.70

-

0.040 max.

0.030 max.

1.00 max.

-

S32304 p. 6

-

0.03 max.

-

21.524.5

0.050.60

bal.

-

2.50 max.

0.050.60

0.050.20

-

3.05.5

-

0.040 max.

0.040 max.

1.00 max.

-

S33207 p. 16

-

0.030 max.

-

29.033.0

1.0 max.

bal.

-

1.50 max.

3.05.0

0.400.60

-

6.09.0

-

0.035 max.

0.010 max.

0.80 max.

-

S40977 p. 13

-

0.030 max.

-

10.512.5

-

bal.

-

1.50 max.

-

0.030 max.

-

0.301.00

-

0.040 max.

0.015 max.

1.00 max.

-

2019年 第34号 第2巻 | 15

破壊的ヒット！

COPYRIGHT © SANDVIK AB; (PUBL)

タイム誌がエレキ・ギター奏者としては世界のトップ 10 に入ると評している、スウ ェーデンのヘビーメタル・ミュージシャン、Yngwie Malmsteen はこれまで 100 を 超えるギターを演奏中に打ち壊しています。スウェーデンの付加製造法 (3D プリ ンター) 製造用金属粉の製造メーカーの Sandvik Additive Manufacturing 社は、 世界初の 3D プリンターによる全金属の非破壊ギターを制作し、同氏のパーフォ ーマンスに挑戦することにしました。

ハイパー二相系ステンレス鋼はこれ までの Sandvik 社製最強のステンレ ス鋼を 30％ 上回る強度を持つもの です。ネックと指板の間には等方性 軽量構造 (ILS) と呼ばれる軽量化構 造が採用された部品が組み込まれて おり、ボディ部分に接合されていま す。

16 2019年 | 2019年 第34号 第2巻 第34号 第2巻

「有名なミュージシャンに提供するに Sandvik 社の設計パートナーとなった 相応しい複雑な構造でかつ美しいギ 英 Drewman Guitars 社のギター・デザ ターを製 作 するには、素 材 技 術、精 イナー、Andy Holt 氏は当初この試み 密加工、付加製造技術、さらにデータ が実現可能であるとは思ってさえいま を使った製 造などの工程を経由する せんでした。 こととなります。ただ、このギターを 本体部分は、極めて複雑な形状の金 非 破 壊 構 造 に で きるということを 属部品の製作に最適の付加製造法と 示したかったのです」と、同 社社 長 される粉末床レーザー溶融結合法が の Kristian Egeberg 氏は語ります。 用いられました。各層の厚さはわずか 材料としてチタンと同社の SAF 3207 50μです（人間の毛髪より薄い）。 H D T M ハ イパ ー二 相 系（ オ ース テ ナイト・フェラ イト）ステン レス 鋼 (UNS S33207) （約 7 % のニッケル 含有率）が選択されました。これまでこ の素材を使用してギター本体を 3D プリ ントしたことはありませんでした。

ギターの自信作が仕上がったので、そ れを Malmsteen に渡しステージで破 壊してもらうことになりました。結果 は？「このギターをぶち壊すのは不可 能だ、ただこれは他のものをぶち壊し てしまう！」とのことでした。