顕微計測データ同化による多結晶材料の微細構造形成・破壊過程の解明と予測

• Project/Area Number: 25H00805
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 波多 聡 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (60264107)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山中 晃徳 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50542198) ; 井原 史朗 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (60909745) ; 田中 將己 九州大学, 工学研究院, 教授 (40452809) ; 宮嶋 陽司 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (80506254)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥46,410,000 (Direct Cost: ¥35,700,000、Indirect Cost: ¥10,710,000); Fiscal Year 2025: ¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000)
• Keywords: 多結晶材料 / 粒成長 / 焼結 / 電子顕微鏡 / フェーズフィールド法

Outline of Research at the Start

フェーズフィールド（PF）法は多結晶材料の微細構造予測やき裂進展予測に有力である。PF法によるこれらの予測では、系の自由エネルギーとその時間発展を記述する微分方程式を数値解析する。このとき、材料固有の物性値が必要となるが、例えば、多結晶材料で重要な粒界エネルギーは直接計測する方法が一般に確立されていない。そこで、PF法による計算結果に、統計数理学的手法のデータ同化により先進的顕微計測データを統合し、微細構造形成や破壊挙動を忠実に再現すると同時に、粒界エネルギーや破壊靱性値などの物性値を逆問題的に同定する。これにより、PF法で多結晶微細構造形成や変形破壊の時間発展を扱うことが可能となる。