| Project/Area Number |
21K04730
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
DEMURA Masahiko 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 部門長 (10354177)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
譯田 真人 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主任研究員 (00550203)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 金属間化合物 / 転位相互作用 / 結晶塑性解析 / データ駆動 / 分子動力学 / 機械学習ポテンシャル / 面欠陥エネルギー / 熱力学的積分法 / 転位反応 / 転位相互作用パラメータ / latent hardening / 積層欠陥 / 結晶塑性 / 計算材料科学 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、耐熱材料として使用されるニッケルアルミナイドの加工性を制御するための基盤技術を確立する。材料の中の原子レベルの欠陥の間の相互作用がニッケルアルミナイドの加工性を律速しているという独自の仮説のもと、 (1) 欠陥の間の相互作用の大きさを定量的に推定する方法と、(2)合金元素添加による欠陥のエネルギー変化を推定する方法を開発する。以上により、ニッケルアルミナイドの加工性を向上させるための新たな合金設計指針を確立することを目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
To establish guidelines for controlling the workability of nickel aluminide, a method was developed to quantitatively elucidate the impact of specific dislocation reactions that govern deformation. First, the interaction of dislocation reactions governing deformation was analyzed by integrating the results of single crystal rolling experiments with crystal plasticity calculations and data science methods. As a result, it was confirmed that the dislocation reaction called Glissile Junction (GJ) in face-centered cubic metals is a factor that hinders the workability of nickel aluminide. Furthermore, it was revealed that if the interaction parameter of GJ is 10 or higher, the multiple single crystal rolling experiment results can be reproduced. Next, technology for predicting the stacking fault energy governing dislocation reactions with first-principles accuracy using machine learning potentials was successfully developed.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究課題で開発した手法は、ニッケルアルミナイドの加工性を制御するための指針を与えるものである。ニッケルアルミナイドはニッケル基超合金の高温強度を担う相であり、本研究成果はこれらの実用上重要な合金についても有効な指針を与えるものと期待できる。加えて、直接計測が難しい転位反応の相互作用や面欠陥エネルギーを定量的に明らかにできる手法は、他の合金への波及が期待できる。
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