| 研究概要 |
周期性を持たない金属ガラスの変形に関する基礎メカニズムは,一般の金属のように起因するすべり変形挙動とは大きく異なる.したがって,これまで転位の運動に着目した変形場をとらえる力学理論の方向性とは異なる概念の提案と,その力学モデルの構築が不可欠である.まずは,安定な金属ガラスの短距離構造を決定する構造因子やガラス形成における熱力学的秩序パラメータの抽出を行うことにより,金属ガラスの基本構造の物性予測を可能にする.そして,引張り・圧縮やせん断荷重に対する基本変形特性を,第一原理計算や分子動力学シミュレーションに基づき予測し,金属ガラスの降伏現象について解明することを目指している.研究成果としては,以下の点が挙げられる.
二元系モデルを用いた多軸負荷に対する分子動力学シミュレーションを行った.特に,せん断変形に対する垂直応力,静水圧の依存性について検討を行い,その結果,従来から言われている垂直応力とともに,せん断面に対する垂直応力も依存する新たな知見を得た.また,Zr基の金属ガラスに対してナノインデンテーションを実施し,結晶性材料に見られる転位の集団化挙動に立脚した変位バーストに対応する現象を得た.現在,そのメカニズムについては検討中である.金属ガラスの短距離構造を再現しうる多体系の原子間ポテンシャルの構築を試みた.参照構造にする合金系を再現するモデルをいくつか提案し,マクロな物性値のみならずフォノン分散特性に着目して,最適なポテンシャルパラメータを選択した.このポテンシャルの同定には,多元系の角度依存性を考慮して,角度依存の原子埋め込み法(MEAM)による同定を行った.今後は,提案した最適なパラメータセットに対して,分子動力学シミュレーションにより熱履歴を与えて形成能,変形能に関する考察を行う.
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