| 研究領域 | シンクロ型ＬＰＳＯ構造の材料科学 ―次世代軽量構造材料への革新的展開― |
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| 研究課題/領域番号 |
26109705
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
椎原 良典 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (90466855)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2015年度)
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| 配分額 *注記 |
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 第一原理計算 / 原子応力 / マグネシウム / 機械的特性 / LPSO合金 / 局所応力 / 局所エネルギー / 局所弾性定数 / 積層欠陥エネルギー分布 |
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| 研究実績の概要 |
シンクロ型LPSO構造を持つMg合金の構造的特徴は，介在原子からなる濃化層と hcp結晶積層欠陥であるfcc層が同調した長周期構造にある．サブ構造である濃化層とMg層は各々異なる格子定数，および，弾性的性質を持ちえることから，その差異はLPSO相の構造安定性，また，LPSO構造合金における機械的特性に反映されると考えられる．本研究では，シンクロ型LPSO構造の局所的な力学状態およびその電子論的背景を明らかにすることを目的として，筆者らの独自手法である第一原理原子応力解析を開発し，LPSO合金へと適用した．
離散系である原子系においては，連続体力学での応力場の定義をそのまま用いることはできない．第一原理計算で原子レベルの応力を計算するためには，Nielsen-Martinのセル応力を原子ごとに分配する必要がある．本研究では新たに，原子軌道基底関数を用いてセル応力を各原子に分配する手法を開発した．本手法を通じて，LPSO合金の解析に必須である大規模原子系への適性を得たのみならず，原子応力の定義におけるゲージ依存性の問題を完全に取り除くことができた．
原子応力計算法を用いて，LPSO相構造の内部応力を評価した．LPSO相は濃化層とMg層が交互に積層したヘテロ構造であることから，これらの原子層における格子定数の差異（格子ミスフィット）は弾性エネルギーを通じて系の構造安定性を左右しうる．得られた応力分布から，濃化層とMg層との格子ミスフィットが小さいことを明らかにした．また，格子間原子を持つLPSO相についても解析を行い，格子間原子がミスフィット応力に与える影響が小さいことを明らかとした．
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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