| 研究課題/領域番号 |
19K14838
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
魏 代修 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20785810)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 金属材料 / 機械特性 / 第一原理計算 / 熱力学計算 / 塑性変形 / 強度 / 延性 / High entropy alloy / Stacking fault energy / Mechanical property / Plasticity / High entropy alloys / Martensite / Deformation twinning / Mechanical properties |
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| 研究開始時の研究の概要 |
The proposed research reveals the basic understandings of the regulation of stacking fault energy and the manipulation of mechanical behaviors of high entropy alloys, which sheds light on the development of next-generation high performance alloys and the progress of phase transformation theories.
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| 研究成果の概要 |
ハイエントロピー合金(HEA)は多くの注目を集めており、積層欠陥エネルギー(SFE)がその機械的挙動に影響を与えている。本研究は、第一原理計算、熱力学計算と実験を融合することで、四元系および五元系HEAの弾性および塑性挙動を制御するための原理を明らかにした。例えば、Co量の増加とFeおよび Ni量の減少はSFEを低下させる一方で、弾性率、異方性、および格子摩擦応力の上昇を示した。また、わずかなMo添加によって格子歪みは増加したが、SFEと弾性率は減少した。これらの結果に基づいて、高強度および高延性を両立させる準安定HEAを開発し、高性能金属材料の開発指針を見出すことに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属材料が工業的に用いられる材料の中でも重要な地位を占めているが、一般に金属材料を高強度化すると、その一方で延性が低下する。そこで研究者は高強度および高延性を両立させる金属材料の開発を目指している。ハイエントロピー合金には、従来合金には見られない特異で優れた機械的特性を示すものが多く見られます。本研究は、第一原理計算、熱力学計算と実験を融合することで、ハイエントロピー合金の開発および力学特性を向上する指針を明らかにした。積層欠陥エネルギーの低下と格子歪みの増加により、高強度と高延性の両立を可能にした。今後の次世代高性能金属材料開発設計に大きく寄与するものであると考える。
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