2022 Fiscal Year Annual Research Report
Atomistic study of deformation twinning based on direct observations
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20H02421
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
栃木 栄太 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (50709483)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 双晶 / その場観察 / TEM/STEM / 機械試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
fcc金属の主すべり系は{111}<1-10>であり、すべり転位はb=1/2<1-10>のバーガースベクトルを持つ。このすべり転位は{111}面上において、1/2<1-10>→1/6<2-1-1>+1/6<1-21>の反応式に従って2本の部分転位（b1=1/6<2-1-1>, b2=1/6<1-21>）へと分解していることが知られている。結晶性材料の代表的な変形モードにすべり変形と双晶変形があり、優位となる変形モードは変形温度や変形速度に依存して決定されると考えられている。転位論的には、前者は単一の{111}面上に部分転位b1、b2が対を成しすべり運動する現象、後者は隣接する{111}面上のそれぞれに部分転位b1（もしくはb2）が1本ずつすべり運動する現象と解される。つまり、すべり変形と双晶変形はともに部分転位b1が活動する点は共通しており、両変形モードの分岐はb2が形成されるかどうかという点にあると考えられる。
本研究では、微小電気機械システム(MEMS)を用いた透過型電子顕微鏡その場荷重負荷試験により、fcc金属の変形素過程の直接観察を試みた。結晶方位を制御し{111}<1-10>すべり系が活動する荷重負荷方位および観察方位が<110>となる試験片を作製した。走査透過型電子顕微鏡内にて徐々に荷重負荷を行いながら、試料端部に生じる塑性変形現象の素過程を原子レベルにて観察した。実験の結果、同一の方位関係を有する試験片においてすべり変形並びに双晶変形の両モードの活動が認められた。詳細な解析の結果、試料端の原子レベルの形状が変形モードの分岐に関連があることが示唆された。本結果はfcc金属の塑性変形挙動の基礎的知見として学術的意義があると言える。今後は理論計算等も併用することにより、試料端の構造と誘起される変形モードとの相関を探究していくことが重要と考えられる。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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