転位と粒界の相互作用とマクロ特性に関する原子・転位論的研究

• 研究課題/領域番号: 19860088
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 都留 智仁 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究員 (80455295)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 2,238千円 (直接経費: 1,980千円、間接経費: 258千円); 2008年度: 1,118千円 (直接経費: 860千円、間接経費: 258千円); 2007年度: 1,120千円 (直接経費: 1,120千円)
• キーワード: 転位 / 粒界 / 状態遷移解析 / 離散転位力学法 / マルチスケールモデル / 対応粒界 / 相互作用エネルギー / 小角粒界 / ランダム粒界 / 活性化エネルギー

研究概要

低Σ値の粒界に対する第一原理計算により, 内殻が閉殻な金属に比べて方向性の強い結合を持つものの方が安定な粒界を形成することを示した.転位とΣ3粒界の相互作用の状態遷移解析により, エネルギー障壁を定量的に示しDSC転位と粒界に垂直なステップ転位に分解して低エネルギー障壁で粒界すべりを引き起こすことがわかった. また, 離散転位法と境界要素法のマルチスケールモデルを構築しメゾスケールの変形特性の評価を行った.

研究成果

• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru, Y. Shibutani and Y. Kaji
  • 雑誌名: Physical Review B 79 ページ: 12104-12104
• [雑誌論文] Fundamental Interaction Process between Pure Edge Dislocation and Energetically Stable Grain Boundary (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru, Y. Shibutani, Y. Kaji
  • 雑誌名: Physical Review B 79
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru and Y. Shibutani
  • 雑誌名: J. Comput. Sci. Tech. 2 ページ: 559-567
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru and Y. Shibutani
  • 雑誌名: J. Comput. Sci. Tech. 2 ページ: 459-467
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: 都留智仁・渋谷陽二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 74 ページ: 933-938
• [雑誌論文] Theoretical Investigation of the Displacement Burst Observed in Nanoindentation by Collective Dislocation Loops Nucleation Model (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru, Y. Shibutani
  • 雑誌名: Journal of Computational Science and Technology 2 ページ: 559-567
  • NAID: 110006380460
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dislocation Nucleation and Interaction under Nanoindentation in Sinle Crystalline Al and Cu (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru, Y. Shibutani
  • 雑誌名: Journal of Computational Science and Technology 2 ページ: 459-467
  • 査読あり
• [雑誌論文] 三次元離散転位力学法と境界要素法のマルチスケール解析とインデンテーション問題への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 都留智仁, 渋谷陽二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 74 ページ: 933-938
  • NAID: 110006836783
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2007)
  • 著者名/発表者名: 都留智仁・渋谷陽二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 73 ページ: 877-882
• [雑誌論文] (2007)
  • 著者名/発表者名: 都留智仁・渋谷陽二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 73
• [雑誌論文] 単結晶AlとCuのナノインデンテーションにおける転位の生成と転位間相互作用に関する検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 都留 智仁・渋谷 陽二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 第73巻 ページ: 738-743
  • 査読あり
• [雑誌論文] 転位のエネルギーに基づくナノインデンテーションにおける変位バースト現象の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 都留 智仁・渋谷 陽二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 第73巻 ページ: 877-882
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomistic investigation of structural changes and reaction energy induced by dislocation-grain boundary interaction process in fcc aluminum and bcc iron (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru, Y. Shibutani, Y. Kaji
  • 雑誌名: APCOM'07 in conjunction with EPMESC XI
• [学会発表] (2009)
  • 著者名/発表者名: 都留智仁・鈴木知史・加治芳行
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春期(第144回)大会
• [学会発表] 第一原理計算によるa-Fe中の不純物元素の析出に関する傾向予測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 都留智仁, 鈴木知史, 加治芳行, 塚田隆
  • 学会等名: 金属学会2009年春期(第144回)大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] インデンテーションの力学と計算材料科学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 都留智仁・鈴木知史・加治芳行
  • 学会等名: 第229回材料力学談話会, 材談07-15
  • 発表場所: 大阪科学技術センター
  • 年月日: 2008-02-04
• [学会発表] インデンテーションの力学と計算材料科学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 都留 智仁
  • 学会等名: 第229回 材料力学談話会(依頼講演)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-02-04
• [学会発表] (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru, C. Suzuki, M. Yamaguchi and Y. Kaji
  • 学会等名: 4th International Conference on Multiscale Materials Modeling
  • 発表場所: Florida, USA
• [学会発表] Clustering process and precipitation hardening in Fe-Cu alloys ; First-principle and empirical model evaluations (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru, C. Suzuki, M. Yamaguchi, Y. Kaji
  • 学会等名: The 4th International Conference on Multiscale Materials Modeling (MMM2008)
  • 発表場所: Florida, USA
• [学会発表] (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru, Y. Shibutani and Y. Kaji
  • 学会等名: The 3rd Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM'07) in conjunction with EPMESC XI
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] (2007)
  • 著者名/発表者名: 都留智仁・渋谷陽二
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度年次大会
• [学会発表] 離散転位力学解析と転位の弾性エネルギーに基づくナノインデンテーションにおける変位バースト現象と転位の集団挙動の評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 都留 智仁・渋谷 陽二
  • 学会等名: 日本機械学会2007年年次大会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Atomistic investigation of structural changes and reaction energy induced by dislocation-grain boundary interaction process in fcc aluminum and bcc iron (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuru, Y. Shibutani, Y. Kaji
  • 学会等名: APCOM'07 in conjunction with EPMESC XI
  • 発表場所: 京都
• [備考]
  • URL: http://www.jaea.go.jp/04/nsed/fme/group5/group5_index.htm