bcc-hcp変態の組織形成過程のボンドオーダーポテンシャルによる理解

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11123102
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 西谷 滋人 京都大学, 工学研究科, 助手 (50192688)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青木 正人 岐阜大学, 工学部, 助教授 (70192854)
• Keywords: bcc-hcp変態 / Ti / 第一原理計算 / 有限温度 / Harris-Foulkes近似 / 非調和効果 / フォノン / ω相

Research Abstract

bcc-hcp変態は,IV族の遷移金属のTi,Zrに見られる同素変態だけでなく,B2型金属間化合物の変態機構や拡散を理解するうえでも重要であり多くの研究がなされている.しかし,なぜ粗な構造であるbcc相が,ZrやTiの高温域で安定かという要因は解明されてなかった.
我々は,bccの有限温度での安定性を議論するための計算法の確立と実際の計算をおこなった.
第一原理計算によって得られた基底状態の電子状態密度にFermi分布にしたがった温度分布を入れ,電子自由エネルギーを計算した.
その結果
1.ω相はわずかではあるがhcp相よりも不安定となっている.
2.bcc相はhcp相より約0.1eV/atomエネルギーが高くなっている.
3.3000Kを越えると,bcc相は格子位置のまわりで局所的に安定となり,さらにhcp相に対してもより安定である.
という結果を得た.したがって,bccの安定性には電子系も効いているが,その効果は十分ではないことが判明した.

Research Products

• [Publications] S. R. Nishitani: "Efficient Parallelization of Tight Binding Methods"Transactions of the Japan Materials Research Society of Japan. 24. 209-212 (1999)
• [Publications] S. R. Nishitani: "Simulations on Multilayer Relaxations of Aluminum Surfaces"Materials Transactions, JIM. 40. 1249-1254 (1999)
• [Publications] S. R. Nishitani: "Transferable Tight Binding Parameters of Aluminum and Their Applications on Surface Relaxations Science"The Japan Society for Precision Engineering. 953-958 (1999)
• [Publications] K. Masuda: "Atomistic simulation of lattice defects in nano-scale semiconductor : minimal-basis TBMD method"Comp. Mater. Sci.. 14. 203-208 (1999)
• [Publications] Eds. I. Oleinik: "Computer-Aided Design of High-Temperature Materials"Oxford University Press. (1999)
• [Publications] Eds. M. Koiwa: "Solid-Solid Phase Transformations, JIM Proc. vol. 12 (JIMIC-3)"JIM, Sendai. 1694 (1999)