| 研究領域 | ミルフィーユ構造の材料科学-新強化原理に基づく次世代構造材料の創製- |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05481
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
藤居 俊之 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (40251665)
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| 研究分担者 |
中島 英治 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (80180280)
SVADLENKA KAREL 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60572188)
稲邑 朋也 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60361771)
垂水 竜一 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (30362643)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
156,650千円 (直接経費: 120,500千円、間接経費: 36,150千円)
2022年度: 26,910千円 (直接経費: 20,700千円、間接経費: 6,210千円)
2021年度: 27,820千円 (直接経費: 21,400千円、間接経費: 6,420千円)
2020年度: 28,860千円 (直接経費: 22,200千円、間接経費: 6,660千円)
2019年度: 33,670千円 (直接経費: 25,900千円、間接経費: 7,770千円)
2018年度: 39,390千円 (直接経費: 30,300千円、間接経費: 9,090千円)
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| キーワード | ミルフィーユ構造 / キンク形成 / キンク強化 / 回位 / 微分幾何学 / マグネシウム合金 / ミルフィーユ条件 / キンク界面 / 二次キンク / 転位 |
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| 研究成果の概要 |
結晶幾何学から，Ridgeキンク形成時には，回位の生成が不可避となることを理論的に導いた。この結果は，高精度の結晶方位解析による実験からも実証された。また，微分幾何学に基づいて，転位論と回位論を統一する結晶欠陥理論の体系化を行い，新理論に基づいた回位のフランクベクトルの定量化に成功した。さらに，キンク強化の観点では，回位の弾性応力場の寄与に加え，変形に伴う回位発生によるエネルギー上昇が変形抵抗として働くことを理論的に示した。領域内共同研究により，LPSO相のキンク形成後の室温変形過程において，溶質原子濃化したキンク界面がポルトヴァン－ルシャトリエ効果を発現させながら移動する特異現象を見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，硬質層と軟質層から成るミルフィーユ構造物質におけるキンク形成とキンク強化に対し，理論的な説明を与える意義を持つと同時に，微分幾何学に基づいて転位論と回位論を統一する新格子欠陥理論を構築したことにより，材料の力学特性を連続体力学として扱う分野に対し，汎用性の高い理論的枠組みを提供する。さらに，LPSO型マグネシウム合金をはじめとするミルフィーユ構造材料の実用化に対し，キンクを積極的に導入した材料強化手法の利用に対して，設計指針となり得る有益な知見を与えている。
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