2023 Fiscal Year Research-status Report
Structural Metallic Materials Managing Ultra High Strength and Large Ductility by Hig h-Order Control of Deformation: Fostering Young Researchers with Dual-Sword Skills of Experiments and Computation
| Project/Area Number |
23K20037
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
辻 伸泰 京都大学, 工学研究科, 教授 (30263213)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高 斯 京都大学, 工学研究科, 准教授 (00782038)
吉田 周平 京都大学, 工学研究科, 助教 (00911710)
新里 秀平 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (10853202)
尾方 成信 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (20273584)
石井 明男 (シャードンバオ) 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 講師 (80773340)
朴 明験 京都大学, 工学研究科, 助教 (90803479)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-11-17 – 2030-03-31
|
| Keywords | 金属材料 / 超高強度 / 変形モード制御 / 原子シミュレーション / 力学 / 計算実験の二刀流 / 加工硬化 / 延性・靱性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、超高強度と高延性・靱性を両立した革新的構造用金属材料の創製を、研究代表者らが最近見出した新たな戦略を経験知からより定量的な指導原理・学理に高めて実現する。多結晶金属の平均結晶粒径を1μm以下に超微細化すると、金属の塑性変形を担う転位が各粒内で枯渇する結果、マクロな塑性変形を開始するためには何らかの変形機構を新たに活性化する必要が生じる。適切な変形機構を活性化すれば、それに伴い導入される格子欠陥同士やミクロ組織との力学的相互作用により加工硬化が向上し、高強度と高延性が実現できる。こうした過程を最先端の実験手法や 原子スケールの計算力学、データ科学を駆使して定量的に解明し、材料設計のための指導原理を獲得する。博士学生やポスドクなどの若手研究者が研究推進の主体となって実験と計算・データ科学を融合した研究を実施することを通じ、実験と研究の二刀流人材を育成する。
初年度である2023年度は、2023年12月の正式採択以降、本研究を中心的に遂行する京都大学・辻研究室と大阪大学・尾方研究室の間で密接な議論と打ち合わせを行い、具体的な研究方針を定めるとともに、人材育成の具体的手順を議論した。また研究内容については、海外の４連携機関（UC Berkeley, MIT, Univ. Lyon, 重慶大学）の各研究室の代表者とオンライン協議を重ね、若手研究者派遣の手順を協議した。2023年度末に海外に派遣するポスドク研究員の公募を実施し、京都大学、大阪大学にそれぞれ14名、13名の優れた若手研究者の応募を得た。また研究室に在籍する博士後期課程学生及び博士進学を希望する学生に本プログラムを周知し、複数の海外派遣希望を聞き取った。また、本プロジェクトのウェブサイトを立ち上げ公開した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
日本側の二研究室間で実験と計算の共同研究の具体的方策を協議し方針を定めるとともに、海外の連携四研究室とも協議を行なって、本プログラム遂行の意思統一を行うことができた。2024年度に採用し海外派遣を目指すポスドク研究員の公募を実施し、京都大学及び大阪大学それぞれで倍率10倍以上の応募を得ることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
初年度である2023年度は、４ヶ月弱の期間に、新しい試みである本プログラムの準備を大きく進め、研究及び人材育成の基盤を整備することができた。第二年度以降は、当初計画通りに国際共同研究とそれを通じた国際的若手人材育成に邁進する。
|
| Causes of Carryover |
初年度は採択後の実施期間が４ヶ月弱と短く、本プログラムを6.5年間実施するための基盤を整えることに専念した。また研究期間中のどの年度にも使用できる「研究環境を確保するための経費」3000万円も、初年度に交付された。次年度にはポスドク雇用費、海外派遣費、海外連携機関への訪問打ち合わせ旅費、研究設備・物品費などとして経費を使用する計画である。極端な円安が進んでいることもあり、海外派遣・渡航費などは当初の計画を大きく超える出費が必要になる可能性が高い。
|
