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第一原理統計熱力学に基づくMg基合金LPSO構造の熱力学的安定性の理論計算

公募研究

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―
研究課題/領域番号 26109710
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

弓削 是貴  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70512862)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード短範囲規則度 / 第一原理計算 / 統計熱力学 / 不規則相 / 熱力学的安定性
研究実績の概要

Mg 基 3 元系合金 LPSO 相の熱力学的安定性を,第一原理計算に基づいて明らかにする.その際, 合金の原子配置や積層の自由度を定量的に考慮し,微視的な観点からの考察を行う.研究初年度においては,LPSO 相は同組成の不規則相に対して熱力学的に安定であること,格子振動の効果は LPSO 相の熱力学的安定性に対して定性的に無視できること,積層欠陥を導入した不規則相の熱力学的 安定性や原子配置の短範囲の規則化の傾向と LPSO 構造の形成の間に密接な関連が示唆されること,などを明らかにし,不規則相に基づく熱力学的安定性の議論の重要性が示唆された.これをふまえ,第二年度は,原子配置の短範囲の規則化を陽に考慮した不規則相の構造とその温度 依存性,およびその積層依存性を様々な構成元素に対して第一原理計算から系統的に定量評価し, LPSO 構造や L12 クラスター形成の可否との関連性について吟味した.その結果,Mg-RE-Zn 合金において,不規則相の最稠密面内の短範囲の規則化,特に最近接の RE-Zn ペアと LPSO 構造形成の可否に密接な関連が示唆されることを種々の希土類元素に対して系統的に確認 した.さらに,LPSO 構造において,積層欠陥近傍への溶質原子 Y , Zn の濃化と L12 クラスター形成が,不規則相の積層欠陥導入に伴う原子配置の短範囲の規則化の変化の観点から説明可能である,という結論を得た.

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。

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。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Equilibrium Macroscopic Structure Revisited from Spatial Constraint2016

    • 著者名/発表者名
      Koretaka Yuge
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85

    • NAID

      40020735813

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic stability of MgeYeZn ternary alloys through first-principles2016

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Tanaka and Koretaka Yuge
    • 雑誌名

      Intermetallics

      巻: 72 ページ: 25-29

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Estimation of Macroscopic Physical Property in Disordered States: Special Microscopic States Approach2015

    • 著者名/発表者名
      Koretaka Yuge
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 84

    • NAID

      40020552635

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic stability of Mg-Y-Zn ternary alloys through first-principles2015

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Tanaka, Koretaka Yuge
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1502.01138 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Universality in configurational short-range order for multicomponent systems2014

    • 著者名/発表者名
      Koretaka Yuge
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1408.7082 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Mg 基合金の熱力学的安定性および短距離秩序に関する第一原理計算2015

    • 著者名/発表者名
      田中亮平,弓削是貴
    • 学会等名
      日本 MRS 年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] First-Principles Study on Disordered Phase Stability of Mg-based Alloy2015

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Tanaka and Koretaka Yuge
    • 学会等名
      FMS2015
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Equilibrium Macroscopic Structure Revisited from Spatial Constraint2015

    • 著者名/発表者名
      Koretaka Y uge
    • 学会等名
      FMS2015
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First-Principles Study on Thermodynamic Stability for Mg-Y-Zn Ternary alloys2015

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Tanaka and Koretaka Yuge
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Magnesium Alloys and Their Applications
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 第一原理に基づくMg基3元系合金の短範囲規則度の定量評価2015

    • 著者名/発表者名
      田中亮平,弓削是貴
    • 学会等名
      日本金属学会秋季大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First-principles study on energetic stability for Mg-based Long-Period Staking Ordered Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Tanaka, Koretaka Yuge
    • 学会等名
      TMS2015
    • 発表場所
      Orland, Florida, USA
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] クラスター展開法に基づく Mg-Y-Zn3 元系 LPSO 合金の安定性の第一原理計算2014

    • 著者名/発表者名
      田中亮平、弓削是貴
    • 学会等名
      第 58 回日本学術会議材料工学連合講演会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] First-principles study on stability of Mg-based LPSO phases2014

    • 著者名/発表者名
      Koretaka Yuge, Ryohei Tanaka
    • 学会等名
      LPSO 2014
    • 発表場所
      Hotel Nikko Kumamoto
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mg基3元系合金LPSO相の安定性の第一原理計算2014

    • 著者名/発表者名
      田中亮平、弓削是貴
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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