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分子動力学法を用いた金属多結晶の粒界近傍の現象把握と支配的メカニズム抽出

Research Project

Project/Area Number 19025002
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

亀田 敏弘  University of Tsukuba, 大学院・システム情報工学研究科, 准教授 (40302393)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords巨大ひずみ / 微細粒金属 / 転位 / 微小欠陥 / 結晶粒界 / 最適化 / 分子動力学 / 並列計算 / ナノ材料 / マルチスケール / 大規模数値シミュレーション / 格子欠陥
Research Abstract

当初予定していた研究目的の一つである、粒界近傍の転位の状況ならびに結晶粒界の転位の運動・分布,応力分布について、分子動力学法を用いた数値計算シミュレーションによる予測が可能となった。Cent ro Symmetry Parameter法やCNA法などのポストプロセッシング手法を駆使して計算結果を可視化することが効率的に行えるようになった。支配的と考えられる情報に基づいたモデルを構築するまでには至らなかったが,結晶粒界や1nm程度の微小な格子欠陥が結晶粒に含まれる場合,結晶粒のサイズによってはこれらの粒界や欠陥が転位の生成源・消滅点となる場合があることがシミュレーションから判明した。こうした微小な格子欠陥を最適に配置することができれば、微細粒金属の延性向上につながる可能性があり、巨大ひずみを導入した材料が抱える強度と延性の両立という課題を克服する上での重要な成果と考えられる。成果については、計算工学会、米国材料学会で発表を行った。平成22年夏の国際学会PRICM7への投稿論文が査読の結果受理された。また、Scripta Materialiaへの投稿に向けて執筆中である。特定領域研究であったため、同一研究班内はもとより、他の研究班のメンバーとも意見交換が行えたことは大きな資産となった。なお、20年度夏に筑波大学の並列分散処理計算機の廃止が急に決定されたため,代替手段として独自に4コア×8台のMPI並列計算機を構築した.現在も実用的な速度で計算が遂行可能である。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2010 2009 2008 2007

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Molecular Dynamics Based Observations of Grain Boundaries and Lattice Defects Functions in Fine Grained Metal2010

    • Author(s)
      Toshihiro KAMEDA, Baorong ZHANG
    • Journal Title

      The 7th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (印刷中)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 金属結晶粒界近傍の格子欠陥と粒界強度との関連性評価2009

    • Author(s)
      村松由記子、亀田敏弘
    • Journal Title

      機械学会茨城講演会論文集

      Pages: 147-149

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Journal Article] 金属結晶粒界方位差が転位活動に与える影響の研究2009

    • Author(s)
      塩田智弘、亀田敏弘
    • Journal Title

      機械学会茨城講演会論文集

      Pages: 150-151

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Journal Article] 分子動力学法によるナノ結晶内の転位の挙動と粒界の効果に関する研究2008

    • Author(s)
      亀田敏弘
    • Journal Title

      計算工学講演会論文集 Vo1.13, No.2

      Pages: 585-586

    • NAID

      10024406259

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular Dynamics Based Observation of Interaction Between Grain Boundaries and Lattice Defects2009

    • Author(s)
      亀田敏弘
    • Organizer
      MRS Fall Meeting, 2009
    • Place of Presentation
      Boston, MA, USA
    • Year and Date
      2009-11-30
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属結晶粒界近傍の格子欠陥と粒界強度との関連性評価2009

    • Author(s)
      村松由記子, 亀田敏弘
    • Organizer
      日本機械学会茨城講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-08-25
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属結晶粒界方位差が転位活動に与える影響の研究2009

    • Author(s)
      塩田智弘, 亀田敏弘
    • Organizer
      日本機械学会茨城講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-08-25
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子動力学法によるナノ結晶内の転位の挙動と粒界の効果に関する研究2008

    • Author(s)
      亀田敏弘
    • Organizer
      計算工学講演会
    • Place of Presentation
      仙台市民会館
    • Year and Date
      2008-05-21
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular Dynamic Predictions of Dislocation Behavior and Grain Boun daw Effects in Nanocrystalline materials2008

    • Author(s)
      亀田敏弘
    • Organizer
      International Symposium on Plasticity 2008 and its current applications
    • Place of Presentation
      Sheraton Keauhou Bay Resort, KailuaKona, Hl, USA
    • Year and Date
      2008-01-03
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子動力学法を用いた対応粒界を持つ双晶内の転位の挙動に関する分析2007

    • Author(s)
      亀田敏弘
    • Organizer
      土木学会第 62 回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2007-09-12
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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