| 研究概要 |
1.表面にコーティングされた異種材料の薄膜ならびに基材の損傷に関する分子動力学シミュレーションを行い,それらの機械的性質に与える種々の因子について評価した.シミュレーション対象は,四角錐形状の圧子,コーティング層,ならびに,基材からなる.原子間の相互作用はレナードージョンズ型のポテンシャルで記述した.圧子のコーティング層への打ち込みは荷重および温度一定の条件で行った.因子として,構造(二成分系非晶質またはfcc結晶)およびコーティング層の厚さを変化させるとともに,ポテンシャルを変化させることにより,ヤング率(凝集エネルギー),格子定数(平衡最隣接原子間距離),コーティング層と基材との結合力を種々変化させて,シミュレーションを行った.コーティング層のヤング率が高いほど基材の損傷は小さくなるが,コーティング層が極めて薄い場合には,高いヤング率のコーティング層は基材のみの損傷を引き起こす.コーティング層/基材界面の整合ひずみに関しては,コーティング層側で圧縮になっている場合の方がその損傷は小さくなる.
2.応力一定の条件における,ナノ結晶を分散させたアモルファス固体の引張塑性変形に関する分子動力学シミュレーションを行った.Ar-Xeアモルファス固体中にXeナノ結晶を分散させた系を計算対象とした.ナノ結晶の分散率,ナノ結晶とアモルファス層との界面の結合力,ナノ結晶の弾性定数が,ナノ結晶分散アモルファス固体のひずみ速度や変形抵抗に与える影響について明らかにした.また,ヤング率と体積弾性率から計算されるそれぞれのせん断弾性係数を比較すると,線形混合側が成り立つ.
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