| 研究課題/領域番号 |
21K04730
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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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 |
出村 雅彦 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 部門長 (10354177)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 金属間化合物 / 転位相互作用 / 結晶塑性解析 / データ駆動 / 分子動力学 / 機械学習ポテンシャル / 面欠陥エネルギー / 熱力学的積分法 / 転位反応 / 転位相互作用パラメータ / latent hardening / 積層欠陥 / 結晶塑性 / 計算材料科学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、耐熱材料として使用されるニッケルアルミナイドの加工性を制御するための基盤技術を確立する。材料の中の原子レベルの欠陥の間の相互作用がニッケルアルミナイドの加工性を律速しているという独自の仮説のもと、 (1) 欠陥の間の相互作用の大きさを定量的に推定する方法と、(2)合金元素添加による欠陥のエネルギー変化を推定する方法を開発する。以上により、ニッケルアルミナイドの加工性を向上させるための新たな合金設計指針を確立することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
ニッケルアルミナイドの加工性を律速する転位反応を特定し、これが変形に及ぼす影響を定量的に解明する手法を開発した。まず、単結晶圧延実験の結果を結晶塑性計算とデータ科学的手法を融合して解析した結果、面心立方格子金属においてGlissile Junction（GJ）と呼ばれている転位反応がニッケルアルミナイドの加工性を阻害する要因であることを確認した。さらに、GJの相互作用パラメーターが10以上であると複数の単結晶圧延実験結果を再現できることを明らかにした。次に、転位反応を支配する面欠陥エネルギーについて機械学習ポテンシャルを用いることで第一原理並みの精度で予測する技術を開発することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題で開発した手法は、ニッケルアルミナイドの加工性を制御するための指針を与えるものである。ニッケルアルミナイドはニッケル基超合金の高温強度を担う相であり、本研究成果はこれらの実用上重要な合金についても有効な指針を与えるものと期待できる。加えて、直接計測が難しい転位反応の相互作用や面欠陥エネルギーを定量的に明らかにできる手法は、他の合金への波及が期待できる。
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