分子動力学法による金属の結晶核生成シミュレーション

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650622
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 大笹 憲一 北海道大学, 工学部, 助手 (90111153)
• Keywords: 分子動力学法 / 鉄 / 均質核生成 / 異質核生成

Research Abstract

今年度は主として鉄の均質核生成過程のシミュレーションに関して検討を行った。最初に融点近傍の鉄のより信頼できる原子間ポテンシャルに関して検討を行った。その結果、鉄の融点を再現するためには、原子間ポテンシャルのうち、斥力部分の形状が極めて大きな影響をおよぼし、この部分を試行錯誤法により調整する事により、鉄の融点をより正確に再現できることが明らかとなった。次に、この原子間ポテンシャルを用いて溶鉄の均質核生成過程のシミュレーションを行った。その結果を要約すると次のようになる。
1.結晶化と共に潜熱が発生することを確認した。
2.シミュレーションを実行できた実経過時間内(435ps)で結晶化が進行するのを確認できたのは、過冷度が350K以上で、この過冷度の値は従来の均質核生成過冷度に関しての実験結果と一致する。
3.過冷度と結晶化速度との関係を調査した。その結果、過冷度が増大すると共に結晶化速度が増大するのを観察できた。
今年度の均質核生成シミュレーションを対象とした研究成果に基づいて、異質核生成過程のシミュレーションプログラムを完成させる予定である。