2021 Fiscal Year Annual Research Report
Materials design to satisfy both of strength and ductility
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17H01238
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
尾方 成信 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (20273584)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 明男 (シャードンバオ) 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 講師 (80773340)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 強度と延性 / 塑性変形 / 変形素過程 / 電子・原子論 / 熱活性化解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
構造物を構成する構造材料には強度と延性と靱性が高次元でバランスすることが要求されるが、強度と延性・靱性は一般的にトレードオフの関係にある。本研究の目的は、このトレードオフ関係を打ち破る指針を与える普遍的な学理を構築し、その指針に基づき実際に材料を創製し、学理を実証することにある。そのためには、様々な塑性変形の素過程の活性化条件の定量解析が不可欠である。これまでに、Mg金属中の{10-12}双晶核生成およびその成長過程を題材として、活性化自由エネルギーやその温度、応力、化学環境依存性を分子動力学法、および加速分子動力学法を用いて定量的に解析する手法を開発した。これにより、実験と直接比較できる熱力学量である、活性化体積や活性化エントロピーの非経験的な解析が可能となった。また、侵入型元素が存在する環境での熱活性化過程の解析によって、新たな熱活性化パラメータ（activation Gibbs excess）を提案した。今年度は、これらの活性化パラメータを用いた動的な応力―ひずみ速度関係モデルを構築し、その有効性を検証した。Mg金属中の双晶、Feのインデンテーションでのポップイン挙動、Zr結晶中のZrH析出物界面からの転位放出挙動などの解析を実施し、実験との比較を行うことにより、モデルの正当性を確かめることに成功した。この熱活性化モデルをもとに、強度と延性を両立するための具体的な戦略をうちたてた。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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