強度因子の異なる欠陥が混在する組織における材料強度評価モデルの構築

• 研究課題/領域番号: 16K18260
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藪内 聖皓 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (70633460)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 転位 / 転位動力学 / 材料強度 / 格子欠陥 / 転位ループ / ボイド / 析出物 / 転位論 / 構造・機能材料

研究成果の概要

本研究は、強度因子の異なる様々な欠陥が混在する組織中での、硬化量を正しく評価することが可能なモデルを転位動力学法を用いて検討することを目的としている。
転位動力学コードの開発は申請者がこれまでに開発してきた計算コードを元に改良を行い、転位論で見積もられる値を参考に修正等を繰り返した結果、概ね期待される結果を得られる計算コードを開発することができた。開発した計算コードを用いて、複数の欠陥が存在する場合について計算を行ったが、欠陥同士の位置関係や密度によって硬化量は変化するため、強度因子だけで整理することが困難であることが明らかとなった。今回得られた成果を元に更に研究を進めていく必要がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通して得られる成果は、異なる強度因子をもつ欠陥が混在する組織の硬化量を算出するモデルが科学的根拠に基づいて提案されることである。本成果は照射欠陥に対しての計算モデルだけでなく様々な析出物が混在するような組織に対しても応用可能であり、転位論の発展に寄与する学術的に意義深い研究である。また、原子炉や核融合炉で引き起こされる照射脆化（硬化）について、「これまでの機械試験データの外挿ではなく、組織学に立脚した機構論的理解が必要」という認識の高まりから、国内外で精力的に研究が続けられており、本研究は工学的にも極めて重要な研究といえる。