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2019 年度 実績報告書

時間拡張原子シミュレーションに基づく金属材料の結晶化プロセス支配因子の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H04949
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

譯田 真人  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主任研究員 (00550203)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード結晶化 / 過冷却液体 / 結晶成長 / 動的特性 / 分子動力学法
研究実績の概要

令和元年度は合金を対象とし,過冷却液体からの結晶化挙動と過冷却液体の特性について原子シミュレーション解析を実施した.まず時間拡張の原子モデリング解析を進め結晶化過程の評価を実施した.さらに前年度に検討した結晶成長過程に特化したシミュレーションを拡張・発展することで,二元系合金の組成比と結晶成長速度との関係を評価した.そのうえで成長速度と前年度までに求めた核形成との関係を,合金組成比の観点から評価した.本解析により得られた原子論的成果は材料に関する国内学術シンポジウムにおいて口頭発表した.さらには過冷却液体状態を長時間等温保持する原子シミュレーション解析を実施し,2元系合金の過冷却液体中での結晶核形成メカニズムについて,温度条件,原子運動,幾何学構造変化の観点から評価した.本長時間解析の結果から,一般的な分子動力学シミュレーションの時間・空間スケールでは,結晶核形成は確率論的に生じており,過冷却液体中のわずかな初期構造や初期温度分布の相違が結晶化の有無に影響を与えることを確認した.さらには過冷却液体合金の動的特性理解の解析を進め,動的特性の温度依存性と原子運動の空間不均一性との関係について知見を得た.この関係は異なる原子間相互作用モデルを用いた2元系合金においても観察されることを確認した.以上の結晶核形成解析,結晶成長解析,過冷却液体の動的特性解析により得られた成果は,合金液体からの結晶化プロセスを理解するための原子論的知見となる.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Heterogeneous structural changes correlated to local atomic order in thermal rejuvenation process of Cu-Zr metallic glass2019

    • 著者名/発表者名
      Wakeda Masato、Saida Junji
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 20 ページ: 632~642

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/14686996.2019.1624140

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural relaxation affecting shear-transformation avalanches in metallic glasses2019

    • 著者名/発表者名
      Niiyama Tomoaki、Wakeda Masato、Shimokawa Tomotsugu、Ogata Shigenobu
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 100 ページ: 043002

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevE.100.043002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An atomistically informed kinetic Monte Carlo model for predicting solid solution strengthening of body-centered cubic alloys2019

    • 著者名/発表者名
      Shinzato Shuhei、Wakeda Masato、Ogata Shigenobu
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 122 ページ: 319~337

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2019.03.004

    • 査読あり
  • [学会発表] 二元系液体合金中の結晶成長速度に関する原子シミュレーション解析2019

    • 著者名/発表者名
      譯田 真人
    • 学会等名
      第5回材料WEEK
  • [学会発表] 鉄合金中のらせん転位解析 :原子論計算によるアプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      譯田 真人
    • 学会等名
      微小領域の力学特性評価とマルチスケールモデリング
  • [学会発表] 第一原理計算に基づく純チタンの固相-固相変態解析2019

    • 著者名/発表者名
      山本卓人,譯田真人,湯本敦史,渡邊 誠
    • 学会等名
      第5回材料WEEK

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公開日: 2021-01-27  

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