| 研究課題/領域番号 |
17K18998
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
佐原 亮二 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (30323075)
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| 研究分担者 |
大野 かおる 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (40185343)
長田 俊郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (50596343)
戸田 佳明 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (60343878)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 第一原理計算 / 耐熱合金 / 自由エネルギー計算 / 繰り込み / ニッケル / ポテンシャル繰り込み / 格子モデル / 微細組織制御 / フェーズフィールドモデル / 熱力学的特性 / 等温析出曲線図 / 組織自由エネルギー法 |
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、航空機のエンジン部材等に使用される耐熱合金について、その基本となる二元系合金を例に取り、実用温度領域における相整合析出物分散による強化機構の定量理論予測可能なモデルを、電子論に基づき構築することである。そのため、ナノスケールの第一原理計算の結果をよりマクロなモデルへ連結するための手法である独自開発の「ポテンシャル繰り込み」の手続きにより、第一原理を格子モデルにマッピングする研究を進めた。さらに、第一原理計算で得られた基底状態の結果を基に、エントロピーの寄与をある近似の範囲内で理論的に評価し、自由エネルギーの定量評価を進めた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
微細組織の制御や平衡状態の記述が、合金設計の基本となるが、それに必要なシミュレーション手法であるTTP図やフェーズフィールド法など、古典的な描像に基づく連続体モデルに対する一般的な問題として、計算に必要なパラメーターの正当化、実験との定量的な議論や特性予測の困難さが挙げられる。本研究により、これらの問題点を抜本的に解決し、整合析出物分散による耐熱超合金強化機構の、世界最高水準の精度を有する理論定量予測モデル構築を目指す。
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