2001 Fiscal Year Annual Research Report
六方晶金属における特異な錐面すべり機構のメゾスケール解析
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13650722
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
安藤 新二 熊本大学, 工学部, 講師 (40222781)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
頓田 英機 熊本大学, 工学部, 教授 (90040386)
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| Keywords | 転位 / 錐面すべり / 降伏応力 / 温度依存性 / 六方晶金属 / 転位芯構造 / 分子動力学 / シミュレーション |
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| Research Abstract |
1.分子動力学法によるhcp金属中の転位芯構造解析
約40000の原子から成るモデル結晶を作成し,その中央に(c+a)らせん転位を導入した場合の転位芯構造,およびこの結晶に歪をかけた場合の転位の運動過程を調査した.原子間相互作用ポテンシャルはLennard-JonesポテンシャルとFinnis-Sinclari型多体間ポテンシャルの2つを用いて比較した.モデル結晶には周期境界条件を用いず,自由表面として取り扱った.
(c+a)らせん転位は,いずれのポテンシャルにおいても,1次錐面に拡張した構造をとった.しかしながら,結晶の表面と内部では拡張している1次錐面が異なっていた.この転位芯に歪を加えた場合,1次錐面から2次錐面に転位芯が拡張した.またほとんどせん断力の作用しない面に拡張していた部分も収縮して,2次錐面に拡張した.その後,さらに歪を加えると,2次錐面から再び1次錐面へ転位が交差すべりした.
自由表面を持つ結晶を用いた結果,(c+a)らせん転位の立体的な構造とその交差すべり過程が明らかになった.
2.マグネシウム単結晶におけるリチウム添加の影響の調査
マグネシウムに3.5〜14at%の範囲でリチウムを添加した合金単結晶を作成した.各単結晶試料を[1120]に引張試験を行った結果,いずれも温度77K〜293Kの範囲で,{1122}<1123>2次錐面すべりにより降伏した.また133K〜293Kの範囲では,温度上昇にともない降伏応力が上昇する正の温度依存性を示した.この2次錐面すべりによる降伏応力は,リチウム添加量の増加に伴い減少した.TEM観察により,引張変形した試料中には,(c+a)転位のほかにc転位とa転位が観察されることから,純マグネシウムの場合と同様に,(c+a)→c+aへの分解が生じていることがわかった.この転位の分解が正の温度依存性の原因と考えられる.
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[Publications] Shinji Ando, Takushi Gotoh, Hideki Tonda: "Molecular Dynamics Simulation of <c+a> dislocation Core Sructure in HCP Metals"Metallurgical and Materials Transactions. (掲載決定). (2002)
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[Publications] Hideki Tonda, Shinji Ando: "Effect of Temperature and Shear Direction on Yield Stress by {1122}<1123> Slip in HCP"Metallurgical and Materials Transactions. (掲載決定). (2002)
