2018 Fiscal Year Annual Research Report
時間拡張原子シミュレーションに基づく金属材料の結晶化プロセス支配因子の解明
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17H04949
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
譯田 真人 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主任研究員 (00550203)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 分子動力学法 / 結晶化 / 金属材料 / アモルファス金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は、前年度に引き続き金属材料が液体状態から結晶化する過程を対象とした時間拡張原子シミュレーションの基盤構築を行い、特にアモルファス金属となる一般的な2元系合金を対象に液体合金中の結晶核サンプリングを行った。また結晶化プロセスの理解には結晶核形成プロセスと同時に結晶成長プロセスの評価も重要であることから、2元系合金を対象とし結晶成長を扱う分子動力学シミュレーションのモデリングについても検討を行った。具体的には特定の結晶面で液体と接する結晶－液体2相モデルを用いて、様々な温度で結晶成長速度の評価を行う分子動力学モデリングを検討した。これらの研究実施により得られた成果は国際学会等で発表した。さらに液体から結晶化するプロセスの理解には液体合金の特性評価も重要であることから、過冷却液体状態の諸特性を獲得するための原子論解析を実施した。具体的には複数の異なる合金の2元系組成を対象に広範な温度での液体状態の長時間緩和特性を原子ダイナミクスに基づき評価するとともに、外部変位に対する応答特性も求めた。また高温液体や過冷却液体の原子スケール構造の特徴についてもこれを評価する原子論解析を実施した。これら液体合金の特性に関する知見は、液体合金中の結晶核形成や結晶成長の原子論的背景を議論するうえで有益な知見となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
液体合金からの結晶化プロセスを対象とする原子論的な解析手法について枠組みはおおよそ構築出来たが、解析の一部で長時間計算が必要となっているため、この部分で予定よりも時間を要している。効率的な研究推進を目指し、結晶成長プロセス解析の原子シミュレーション、および液体合金の特性理解を目的とした解析を並行して実施している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は液体合金中の結晶核形成プロセスおよび結晶成長プロセスを扱う原子シミュレーションの基盤整備を進めるとともに、アモルファス金属となる合金組成を対象として結晶核形成および結晶成長に関する原子論的知見の獲得を目指す。さらに結晶核形成、結晶成長の物理的背景を理解、説明するための有益な情報となる液体合金の特性情報、特に緩和特性や幾何学構造の知見獲得に資する解析も進める。
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