| 研究領域 | ミルフィーユ構造の材料科学-新強化原理に基づく次世代構造材料の創製- |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05481
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
藤居 俊之 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (40251665)
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| 研究分担者 |
中島 英治 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (80180280)
SVADLENKA KAREL 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60572188)
稲邑 朋也 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60361771)
垂水 竜一 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (30362643)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| キーワード | キンク形成 / ミルフィーユ構造 / 回位 / キンク強化 / マグネシウム合金 |
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| 研究実績の概要 |
藤居は，A02-2およびA02-3計画研究班との連携研究により，一方向凝固させたLPSO単相合金の室温変形のキンク形成後に発現するポルトヴァンルシャトリエ効果が，溶質原子濃化したキンク界面が外力負荷により移動する現象であることを見出し，その変形機構を解明した.
中島は研究協力者と連携してLPSO単相合金の二段階変形試験を実施し，二次キンクのせん断方向が，二段階目の変形モードに依存して変化することを見出した．また，二段階変形後にキンク周囲に弾性応力場が存在することを明らかにし，キンク強化の有用性を示した．さらに，微小引張試験から，キンクの存在により材料強度が増加することを明らかにした．
シュワドレンカは，ミルフィーユ構造の力学的応答を数学的に調べることを目標に均質化解析を行なった．軟質層のすべり系の数や向きに依存せずキンク形成することを明らかにし，経験的ミルフィーユ条件を数学的に説明づけた．
稲邑は，ミルフィーユ条件が満足される下でキンクが変形する場合，新たな回位発生とともに，複数キンクの連携的変形が必須となることを運動学的に明らかにした．さらに変形に要するエネルギーの上限値を定量評価することで，回位と連携変形は，キンクを含む材料特有の強化機構であり，実験的に観察されるキンク強化量と同程度の強化をもたらし得ることを明らかにした．
垂水は，微分幾何学に基づく格子欠陥論による連続体力学の立場からキンク変形・強化機構の理論解析を進め，(i)転位列を用いた多様なキンク形態の再現，(ii)転位と回位の等価性に関する数学的な証明，(iii)キンク界面の切断による応力集中の再現，(iv)ホロノミーを用いたフランクベクトル評価法の開発，(v)Ridge型キンク先端における回位の存在の計算科学的な証明，の成果を得た．これらの結果は，キンク強化機構として回位が重要な役割を果たすことを示唆している．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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