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走査型原子間力顕微鏡を用いた粒界三重点近傍の局所変形場のその場観察

Research Project

Project/Area Number 18760091
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionOkinawa National College of Technology

Principal Investigator

比嘉 吉一  Okinawa National College of Technology, 機械システム工学科, 准教授 (20335368)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2006: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords原子間力顕微鏡 / その場観察 / 銅三結晶材料 / 結晶粒界 / マルチスケール結晶塑性 / ひずみ勾配
Research Abstract

高精度に制御された既知の外力下で,多結晶材料に見られる変形誘起の粒界近傍領域の実験的観察を実施する方法論について十分な検討を行なった.同時にこれら粒界をはさんで生ずる局所変形場を精密に測定することで,結晶粒/結晶粒界の存在に起因した複雑な力学事象を捉えるための数理モデルの検討を行なった.
研究実施期間中に得られた結果の概要をまとめると,以下の通りである.
1. 微小試験片の初期データとして,既設の結晶方位解析装置ならびに画像解析装置により,微視的変形挙動を支配する結晶方位データならびに粒界形状等のデータを収集した.
2. 現有の走査型原子間力顕微鏡(AFM)内へ申請設備である高精度変位制御ステージを導入することで構成されたAFM内微小引張試験装置により,1.で作成した試料に対する単軸引張試験を行ない,所定の巨視的ひずみレベルで誘起される結晶粒内/粒界近傍の局所変形場のその場観察を行なった.
3. 2.で得られた結晶粒内における格子の位置情報より,ミクロ変形データであるひずみを算出した.
4. 3.につづいて,ひずみの一次/二次勾配を数値的に算出することで,これら空間勾配に随伴した転位密度テンソルの評価を行なった.
5. 提案するひずみ勾配結晶塑性理論の適用例として,Phase-Field法による再結晶過程のシミュレーションに適用し,その妥当性を確認した.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Phase-field model during static recrystallization based on crystal-plasticity theory2008

    • Author(s)
      T. Takaki, A. Yamanaka, Y. Higa & Y. Tomita
    • Journal Title

      Scientific Modeling and Simulation 14

      Pages: 75-84

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 静的一次再結晶過程のPhase-fieldモデルと解析手順の構築2007

    • Author(s)
      高木知弘, 山中晃徳, 比嘉吉一, 冨田佳宏
    • Journal Title

      日本機械学会論文集 A編 73

      Pages: 482-489

    • NAID

      110006249558

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 多結晶金属材料の変形挙動に及ぼす初期不均一性の影響2007

    • Author(s)
      比嘉吉一, 高木知弘, 久國陽介, 富田佳宏
    • Journal Title

      第56回理論応用力学講演会

      Pages: 479-480

    • NAID

      130004603741

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Static recrystallization simulation using phase-field model based on crystal plasticity theory2006

    • Author(s)
      T.Takaki, A.Yamanaka, Y.Higa, Y.Tomita
    • Journal Title

      Proceedings of Third International Conference on Multiscale Materials Modeling

      Pages: 562-565

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Phase-field simulation during recrystallization Process coupled with crystal plasticity theory2006

    • Author(s)
      T.Takaki, A.Yamanaka, Y.Higa, Y.Tomita
    • Journal Title

      Proceedings of PLASTICTY'06

      Pages: 469-471

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 結晶塑性均質化法による多結晶金属材料の変形挙動シミュレーション2008

    • Author(s)
      比嘉吉一
    • Organizer
      日本機械学会九州支部第61期総会・講演会
    • Place of Presentation
      九州大学工学部
    • Year and Date
      2008-03-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 多結晶金属材料の変形挙動に及ぼす粒内転位密度分布の影響2007

    • Author(s)
      比嘉吉一・高木知弘
    • Organizer
      日本機械学会九州・中国四国支部 沖縄講演会
    • Place of Presentation
      琉球大学工学部
    • Year and Date
      2007-10-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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