Atomistic and dislocation studies of the macroscopic characteristics and the interaction between dislocation and grain boundary

• Project/Area Number: 19860088
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: TSURU Tomohito Japan Atomic Energy Agency, 原子力基礎工学研究部門, 研究員 (80455295)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥2,238,000 (Direct Cost: ¥1,980,000、Indirect Cost: ¥258,000); Fiscal Year 2008: ¥1,118,000 (Direct Cost: ¥860,000、Indirect Cost: ¥258,000); Fiscal Year 2007: ¥1,120,000 (Direct Cost: ¥1,120,000)
• Keywords: 転位 / 粒界 / 状態遷移解析 / 離散転位力学法 / マルチスケールモデル / 対応粒界 / 相互作用エネルギー / 小角粒界 / ランダム粒界 / 活性化エネルギー

Research Abstract

低Σ値の粒界に対する第一原理計算により, 内殻が閉殻な金属に比べて方向性の強い結合を持つものの方が安定な粒界を形成することを示した.転位とΣ3粒界の相互作用の状態遷移解析により, エネルギー障壁を定量的に示しDSC転位と粒界に垂直なステップ転位に分解して低エネルギー障壁で粒界すべりを引き起こすことがわかった. また, 離散転位法と境界要素法のマルチスケールモデルを構築しメゾスケールの変形特性の評価を行った.

Research Products

• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): T. Tsuru, Y. Shibutani and Y. Kaji
  • Journal Title: Physical Review B 79 Pages: 12104-12104
• [Journal Article] Fundamental Interaction Process between Pure Edge Dislocation and Energetically Stable Grain Boundary (2009)
  • Author(s): T. Tsuru, Y. Shibutani, Y. Kaji
  • Journal Title: Physical Review B 79
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): T. Tsuru and Y. Shibutani
  • Journal Title: J. Comput. Sci. Tech. 2 Pages: 559-567
• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): T. Tsuru and Y. Shibutani
  • Journal Title: J. Comput. Sci. Tech. 2 Pages: 459-467
• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): 都留智仁・渋谷陽二
  • Journal Title: 日本機械学会論文集(A編) 74 Pages: 933-938
• [Journal Article] Theoretical Investigation of the Displacement Burst Observed in Nanoindentation by Collective Dislocation Loops Nucleation Model (2008)
  • Author(s): T. Tsuru, Y. Shibutani
  • Journal Title: Journal of Computational Science and Technology 2 Pages: 559-567
  • NAID: 110006380460
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dislocation Nucleation and Interaction under Nanoindentation in Sinle Crystalline Al and Cu (2008)
  • Author(s): T. Tsuru, Y. Shibutani
  • Journal Title: Journal of Computational Science and Technology 2 Pages: 459-467
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 三次元離散転位力学法と境界要素法のマルチスケール解析とインデンテーション問題への応用 (2008)
  • Author(s): 都留智仁, 渋谷陽二
  • Journal Title: 日本機械学会論文集(A編) 74 Pages: 933-938
  • NAID: 110006836783
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2007)
  • Author(s): 都留智仁・渋谷陽二
  • Journal Title: 日本機械学会論文集(A編) 73 Pages: 877-882
• [Journal Article] (2007)
  • Author(s): 都留智仁・渋谷陽二
  • Journal Title: 日本機械学会論文集(A編) 73
• [Journal Article] 単結晶AlとCuのナノインデンテーションにおける転位の生成と転位間相互作用に関する検討 (2007)
  • Author(s): 都留 智仁・渋谷 陽二
  • Journal Title: 日本機械学会論文集(A編) 第73巻 Pages: 738-743
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 転位のエネルギーに基づくナノインデンテーションにおける変位バースト現象の検討 (2007)
  • Author(s): 都留 智仁・渋谷 陽二
  • Journal Title: 日本機械学会論文集(A編) 第73巻 Pages: 877-882
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Atomistic investigation of structural changes and reaction energy induced by dislocation-grain boundary interaction process in fcc aluminum and bcc iron (2007)
  • Author(s): T. Tsuru, Y. Shibutani, Y. Kaji
  • Journal Title: APCOM'07 in conjunction with EPMESC XI
• [Presentation] (2009)
  • Author(s): 都留智仁・鈴木知史・加治芳行
  • Organizer: 日本金属学会2009年春期(第144回)大会
• [Presentation] 第一原理計算によるa-Fe中の不純物元素の析出に関する傾向予測 (2009)
  • Author(s): 都留智仁, 鈴木知史, 加治芳行, 塚田隆
  • Organizer: 金属学会2009年春期(第144回)大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] インデンテーションの力学と計算材料科学 (2008)
  • Author(s): 都留智仁・鈴木知史・加治芳行
  • Organizer: 第229回材料力学談話会, 材談07-15
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター
  • Year and Date: 2008-02-04
• [Presentation] インデンテーションの力学と計算材料科学 (2008)
  • Author(s): 都留 智仁
  • Organizer: 第229回 材料力学談話会(依頼講演)
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-02-04
• [Presentation] (2008)
  • Author(s): T. Tsuru, C. Suzuki, M. Yamaguchi and Y. Kaji
  • Organizer: 4th International Conference on Multiscale Materials Modeling
  • Place of Presentation: Florida, USA
• [Presentation] Clustering process and precipitation hardening in Fe-Cu alloys ; First-principle and empirical model evaluations (2008)
  • Author(s): T. Tsuru, C. Suzuki, M. Yamaguchi, Y. Kaji
  • Organizer: The 4th International Conference on Multiscale Materials Modeling (MMM2008)
  • Place of Presentation: Florida, USA
• [Presentation] (2007)
  • Author(s): T. Tsuru, Y. Shibutani and Y. Kaji
  • Organizer: The 3rd Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM'07) in conjunction with EPMESC XI
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
• [Presentation] (2007)
  • Author(s): 都留智仁・渋谷陽二
  • Organizer: 日本機械学会2007年度年次大会
• [Presentation] 離散転位力学解析と転位の弾性エネルギーに基づくナノインデンテーションにおける変位バースト現象と転位の集団挙動の評価 (2007)
  • Author(s): 都留 智仁・渋谷 陽二
  • Organizer: 日本機械学会2007年年次大会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] Atomistic investigation of structural changes and reaction energy induced by dislocation-grain boundary interaction process in fcc aluminum and bcc iron (2007)
  • Author(s): T. Tsuru, Y. Shibutani, Y. Kaji
  • Organizer: APCOM'07 in conjunction with EPMESC XI
  • Place of Presentation: 京都
• [Remarks]
  • URL: http://www.jaea.go.jp/04/nsed/fme/group5/group5_index.htm