2019 Fiscal Year Annual Research Report
Atomistic Computational and Micro-scale Experimental Studies on Deformation Mechanisms in Magnesium Alloys
| Project/Area Number |
17K06052
|
|---|
| Research Institution | Shinshu University |
|---|
Principal Investigator |
松中 大介 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (60403151)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | マグネシウム合金 / マイクロピラー圧縮試験 / 分子動力学法 / ナノインデンテーション / 第一原理計算 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，原子論的・電子論的な計算科学的手法と微小スケールの実験力学的アプローチによって計算・実験の両サイドからマグネシウムの変形機構と合金元素の効果について調査を行った．従来から著しい延性向上が報告されているMg-Y合金では非底面すべりの活性化が重要なファクターとして注目されているが，分子動力学シミュレーションを用いて，Y添加により安定化されるI1型積層欠陥から<c+a>転位が生成する挙動を観察することができた．一方，マイクロピラー圧縮試験と分子動力学シミュレーションによって，底面すべりや(10-12)双晶変形の臨界分解せん断応力（CRSS）がY原子によって上昇することを明らかにした．これらの結果によって，延性向上に有効な合金元素の効果として非底面すべりの活性化だけでなく底面すべり等の固溶強化も変形モード間のCRSS比を低下させることに貢献することが示唆される．また，分子動力学解析によって，<a>方向のバーガースベクトルを持つ3つのすべり系における垂直応力の影響を調べた．さらに，ナノインデンテーションによる局所的力学応答から，粒界近傍におけるpop-in挙動，塑性硬さ，押込みによる双晶生成などについて明らかにした．また，異種原子間の相互作用を表現するための原子間ポテンシャルの形式の検討，第一原理計算のデータに基づく原子間ポテンシャルの機械学習援用による開発手法の検討も行い，合金元素の効果をより高精度に解析するための手法開発を行った．
|
