2015 Fiscal Year Annual Research Report
Atomistically informed deformation theory of materials at finite temperature
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23246025
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
尾方 成信 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20273584)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
君塚 肇 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60467511)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 多結晶体材料 / 転位核生成 / 温度依存性 / 応力依存性 / メカニズムの遷移 / 原子シミュレーション / 塑性変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、長時間の原子シミュレーションによって、塑性変形理論とクリープ変形理論を融合させた新たな多結晶材料の変形理論の構築を行ってきた。この理論を用いて、これまでに得られている材料変形に関する多くの実験データーを検証したところ、１ミクロンサイズの結晶粒径を境に多結晶体の変形特性が大きく変化していることがわかった。特に結晶粒が大きい場合には通常降伏点降下が見られない材料であっても、１ミクロン以下では降伏点降下が観察されることが多い。その原因を力学モデルを用いて探求したところ、１ミクロン以下の粒径の材料では、粒内での転位源活動が極めて限定されるため、塑性変形をもたらすために、粒界からの新たな転位の核生成が発生し、それが塑性変形の素過程を支配していることがわかった。このため、粒界からの転位核生成過程に着目し、その温度、応力依存性を加速分子動力学法を用いて解析した。その結果、a)応力によって転位核生成のメカニズムが変化することがわかった。具体的には、低応力では単一の転位が核生成し、高応力では複数の転位が一度に核生成するという核生成メカニズムの遷移が生じることがわかった。b) 転位核生成現象は極めて強い温度依存性を有することがわかった。c) 転位核生成応力―ひずみ速度関係には、上記a)のためキンクが生じることを発見した。本年度得られたこれらの粒界からの転位核生成の知見を多結晶体の変形理論へと組み入れ、変形理論を完成させた。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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