2019 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 | 結晶化 / 過冷却液体 / 結晶成長 / 動的特性 / 分子動力学法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度は合金を対象とし，過冷却液体からの結晶化挙動と過冷却液体の特性について原子シミュレーション解析を実施した．まず時間拡張の原子モデリング解析を進め結晶化過程の評価を実施した．さらに前年度に検討した結晶成長過程に特化したシミュレーションを拡張・発展することで，二元系合金の組成比と結晶成長速度との関係を評価した．そのうえで成長速度と前年度までに求めた核形成との関係を，合金組成比の観点から評価した．本解析により得られた原子論的成果は材料に関する国内学術シンポジウムにおいて口頭発表した．さらには過冷却液体状態を長時間等温保持する原子シミュレーション解析を実施し，2元系合金の過冷却液体中での結晶核形成メカニズムについて，温度条件，原子運動，幾何学構造変化の観点から評価した．本長時間解析の結果から，一般的な分子動力学シミュレーションの時間・空間スケールでは，結晶核形成は確率論的に生じており，過冷却液体中のわずかな初期構造や初期温度分布の相違が結晶化の有無に影響を与えることを確認した．さらには過冷却液体合金の動的特性理解の解析を進め，動的特性の温度依存性と原子運動の空間不均一性との関係について知見を得た．この関係は異なる原子間相互作用モデルを用いた2元系合金においても観察されることを確認した．以上の結晶核形成解析，結晶成長解析，過冷却液体の動的特性解析により得られた成果は，合金液体からの結晶化プロセスを理解するための原子論的知見となる．
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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