2015 Fiscal Year Annual Research Report
第一原理に基づく計算科学によるＬＰＳＯ構造の電子論と構造科学の構築
| Project Area | Materials Science of synchronized LPSO structure -Innovative Development of Next-Generation Lightweight Structural Materials- |
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| Project/Area Number |
23109004
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
君塚 肇 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60467511)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 正剛 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (50360417)
松中 大介 信州大学, 工学部, 准教授 (60403151)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | LPSO構造 / 軽量構造材料 / 積層欠陥 / 添加元素 / 第一原理電子状態計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である本年度は，LPSO構造の特異な構造特性発現を引き起こす主因子を原子・電子レベルから特定すること，ならびにLPSO構造における変形基礎特性を明らかにすることを目標に，主にMg-M-RE系を対象にしてこれまでに構築した基軸手法を活用しながら解析の実行を進めた．また，実験班から供与されたMg基LPSO構造の基礎的モデルを適宜活用してそれらの有効性を確認した．具体的には，以下の項目について研究を遂行した．
(1) 母相内の面状溶質ナノクラスターの配列安定性を第一原理計算により解析し，クラスター内およびクラスター間の相互作用エネルギーを定量評価するとともに，クラスターにより誘起される局所変位と相互作用範囲を評価した．
(2) LPSO構造のキンク変形時における底面転位の活動機構について検討するため一般化積層欠陥エネルギーを第一原理計算により獲得し，各種底面における転位移動のエネルギー障壁およびパイエルス応力を解析した．また，変形時における局所的な応力集中を想定して，底面に平行に一軸圧縮応力が負荷された状態における底面すべりの一般化積層欠陥エネルギーを評価した．
(3) LPSO構造において濃化層が周期的に配列する物理的起源を明らかにするため，簡易な一次元ばねモデルを用いて質量変化が周期的に配列した場合とランダムな場合のフォノンの状態密度を計算し，その自由エネルギーの差を調べることで，濃化層の周期秩序におけるフォノンの効果を検討した．
(4) Mgの非底面すべり系の活性化に関する機構を検討するため，錐面<c+a>転位の芯構造およびすべり面を第一原理計算により直接的に評価した．その結果，錐面IIと錐面Iにおける拡張転位芯はほぼ同じエネルギーを持ち，更にひずみ印加によって錐面II上の積層欠陥は局所的な原子のシャッフリングを伴いながら錐面Iに移動し得ることを示した．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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