| 研究概要 |
金属ガラスは極めて高い降伏応力や特殊な機能特性を有するものの,引張り伸びが乏しいという欠点を有する.近年,金属ガラス相中に限られた範囲の粒径のナノ結晶粒子を適切な体積分率で分散させることで,延性特性が飛躍的に改善されることが示されている.しかしながら,高延性を発現する最適な粒径や体積分率が存在する原子構造論的な原因や,粒子分散による延性改善メカニズムの詳細は明らかにされていない.また,これまでに創製されている材料では組成が大きく異なるため,結晶体積分率/粒子径/界面強度等のそれぞれが,マクロな力学特性にどのような影響を与えているのか明らかにされていない.本研究では,異なる内部構造を有するナノ結晶分散金属ガラスの破壊挙動の分子動力学解析を実施し,ナノ結晶粒子のき裂進展挙動,特に靭性に与える影響を究明することで,高延性を有するナノメタルを開発するための明確な指針を与えることが目的である.本年度は,まず,これまでに開発を行なった並列分子動力学プログラムを用いて,平面的に広い準3次元金属ガラスモデル中の切欠き底からのせん断帯の伝ぱ挙動の解析を行なった.そして,せん断帯が伝ぱし始めると局所的な温度が急激に上昇して変形抵抗が低下するため,せん断帯が伝ぱし始めると停止しないことを示した.その後,ナノサイズの結晶粒子を挿入した材料に対して同様の解析を実施し,ナノ結晶粒子にせん断帯が衝突すると,停止,分岐,あるいは屈曲するため,直線的な伝ぱは生じなくなることを明らかにした.
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