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

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04949
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 金属物性・材料
• 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: 分子動力学法 / 合金 / 液体 / 結晶化 / アモルファス金属

研究成果の概要

本課題では液体合金の結晶化プロセスを対象とした時間拡張の原子モデリング，および結晶核形成過程と結晶成長過程に着目した原子モデリングについて検討を実施し，結晶化の支配因子について調査を行った．これらの研究実施により原子論解析に基づき結晶化プロセスを評価する手法を示した．また液体合金中で生じる核形成や核成長に及ぼす合金組成などの影響について原子論的知見を得た．これらの本課題推進で得られた結晶化プロセスに関する原子論的情報は非晶質金属，結晶金属の組織形成過程を理解するための基礎的な知見となる．

自由記述の分野

計算材料力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

結晶化過程は金属材料の組織形成において重要である．例えばアモルファス金属では非晶質構造を得るために液体状態からの冷却過程において結晶化を抑制する必要があり，結晶化プロセスに関する原子論的知見が材料作製において役立つと考える．また一般的な結晶金属においても，結晶化は金属材料組織形成の支配的な因子の一つである．本課題では結晶化プロセスについて，長時間で生じる結晶化を評価する手法や，結晶化を支配する因子について調査を実施した．本課題で得られた成果は金属材料の結晶化シミュレーション，および組織形成過程において役立つ知見となる．