| 研究課題/領域番号 |
21K20418
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
Ivan Lobzenko 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 博士研究員 (30802293)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | Metallic glass / Atomic stress / First-principles / LCAO / Shear softening / Shear deformation |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Metallic glass has a great potential for the advanced structural materials achieving high strength and high ductility. However, the deformation mechanism of metallic glass has not been fully understood yet. The aim of this study is to explore correlations in the atomic level properties and revealing origins of deformation in metallic glass based on the new methodology of "atomic level stress".
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| 研究成果の概要 |
金属ガラスのひずみ下での挙動に関して、巨視的な力学特性と微視的な応答との間のギャップは理解されていない。本研究では、CuZrアモルファス系を例に、第一原理計算の枠組みの原子応力計算を用いて金属ガラスのせん断歪みに対する応答を評価する手法を構築した。その結果、ガラスのCuとZrのサブシステムは、フォンミーゼス応力、電荷移動、フェルミレベルの電子部分状態密度の変化などの局所パラメータの評価が、ひずみ下の力学応答を理解する強力なツールとなることがわかった。とりわけ、原子フォンミーゼス応力は、D2min（各原子の線形歪みからの偏差）との相関が強いことを示し、その意義を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、一般的な古典的分子動力学（MD）シミュレーションよりも信頼性の高い密度汎関数理論（DFT）の手法を用いた高精度な第一原理計算によって実施されたものである。このような枠組みでは使われることのなかった原子応力計算に基づくvon Mise応力を計算し、このパラメータが古典的MDで得られた結果と比較できることを示す。一般的に用いられるせん断応力とは対照的に、von Mises応力はすべての応力成分の変化を捉えることができるため、不均質性の高い系に対してより信頼性が高い。CuZrの力学的挙動の理解により、材料の劣化について予見することが可能となることから、意義を有している。
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