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時間拡張原子シミュレーションに基づく金属材料の結晶化プロセス支配因子の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H04949
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 金属物性・材料
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

譯田 真人  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主任研究員 (00550203)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード分子動力学法 / 合金 / 液体 / 結晶化 / アモルファス金属 / 過冷却液体 / 結晶成長 / 動的特性 / 原子シミュレーション / 金属材料 / 機械材料・材料力学
研究成果の概要

本課題では液体合金の結晶化プロセスを対象とした時間拡張の原子モデリング,および結晶核形成過程と結晶成長過程に着目した原子モデリングについて検討を実施し,結晶化の支配因子について調査を行った.これらの研究実施により原子論解析に基づき結晶化プロセスを評価する手法を示した.また液体合金中で生じる核形成や核成長に及ぼす合金組成などの影響について原子論的知見を得た.これらの本課題推進で得られた結晶化プロセスに関する原子論的情報は非晶質金属,結晶金属の組織形成過程を理解するための基礎的な知見となる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

結晶化過程は金属材料の組織形成において重要である.例えばアモルファス金属では非晶質構造を得るために液体状態からの冷却過程において結晶化を抑制する必要があり,結晶化プロセスに関する原子論的知見が材料作製において役立つと考える.また一般的な結晶金属においても,結晶化は金属材料組織形成の支配的な因子の一つである.本課題では結晶化プロセスについて,長時間で生じる結晶化を評価する手法や,結晶化を支配する因子について調査を実施した.本課題で得られた成果は金属材料の結晶化シミュレーション,および組織形成過程において役立つ知見となる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Heterogeneous structural changes correlated to local atomic order in thermal rejuvenation process of Cu-Zr metallic glass2019

    • 著者名/発表者名
      Wakeda Masato、Saida Junji
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 20 号: 1 ページ: 632-642

    • DOI

      10.1080/14686996.2019.1624140

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural relaxation affecting shear-transformation avalanches in metallic glasses2019

    • 著者名/発表者名
      Niiyama Tomoaki、Wakeda Masato、Shimokawa Tomotsugu、Ogata Shigenobu
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 100 号: 4 ページ: 043002-043002

    • DOI

      10.1103/physreve.100.043002

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An atomistically informed kinetic Monte Carlo model for predicting solid solution strengthening of body-centered cubic alloys2019

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Shinzato, Masato Wakeda, Shigenobu Ogata
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 印刷中 ページ: 319-337

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2019.03.004

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Predictive modeling of Time-Temperature-Transformation diagram of metallic glasses based on atomistically-informed classical nucleation theory2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato, C. Nakai, M. Wakeda, S. Ogata
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06482-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 二元系液体合金中の結晶成長速度に関する原子シミュレーション解析2019

    • 著者名/発表者名
      譯田 真人
    • 学会等名
      第5回材料WEEK
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 鉄合金中のらせん転位解析 :原子論計算によるアプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      譯田 真人
    • 学会等名
      微小領域の力学特性評価とマルチスケールモデリング
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算に基づく純チタンの固相-固相変態解析2019

    • 著者名/発表者名
      山本卓人,譯田真人,湯本敦史,渡邊 誠
    • 学会等名
      第5回材料WEEK
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 鉄中の侵入型元素間の相互作用に関する電子論解析2018

    • 著者名/発表者名
      譯田 真人
    • 学会等名
      第3回マルチスケール材料力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics study on nanoindentation of iron with a planar defect2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Wakeda
    • 学会等名
      The Sixth International Indentation Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of crystal nucleus in glass-forming liquids using molecular dynamics simulations2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Wakeda, Ogata Shigenobu
    • 学会等名
      THERMEC‘2018 (International Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS Processing, Fabrication, Properties, Applications)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atomistic study of dislocation-solute interaction in iron alloys based on ab initio calculation2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Wakeda
    • 学会等名
      International symposium on Atomistic Processes of Crystal Plasticity Toward quantitative understanding of crystal strength
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atomic analysis of crystalline nucleation and growth in the supercooled liquid of glass-forming binary alloy2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Wakeda, Ogata Shigenobu
    • 学会等名
      9th Multiscale Materials Modeling (MMM) conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原子論に基づく金属ガラスのTTT線図およびガラス形成能の評価2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤悠治,譯田真人,尾方成信
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春季(第162回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 液体合金における結晶核形成過程の分子動力学解析2017

    • 著者名/発表者名
      譯田真人,尾方成信
    • 学会等名
      材料シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Atomic study of the crystal nucleus in the supercooled liquids of Cu-Zr binary alloys2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Wakeda, Shigenobu Ogata
    • 学会等名
      JSPM International Conference on Powder and Powder Metallurgy ~ 60th Anniversary ~ (JSPMIC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原子論に基づく非晶質金属の構造若返り解析2017

    • 著者名/発表者名
      譯田真人
    • 学会等名
      計算統計物理学研究会 第7回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 結晶核生成の原子論的解析に基づくガラス形成能の評価手法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤悠治, 中井千晶, 譯田真人, 尾方成信
    • 学会等名
      第2回マルチスケール材料力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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