| 研究課題/領域番号 |
19K04991
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| 研究機関 | 公益財団法人名古屋産業科学研究所 |
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研究代表者 |
森永 正彦 公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 研究員 (50126950)
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| 研究分担者 |
吉野 正人 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10397466)
湯川 宏 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50293676)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 局所格子歪 / 原子空孔 / チタン / 鉄 / マルテンサイト変態 / 擬ポテンシャル / 原子化エネルギー / 合金設計 |
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| 研究実績の概要 |
金属中に原子サイズの違う合金元素が入ると、合金元素近傍の母金属格子に局所歪が導入されることは昔からよく知られている。しかしながら、局所格子歪の大きさを系統的に決定した研究は、殆ど見当たらない。そこで、本研究では、遷移金属のチタンおよび鉄の中の合金元素近傍の局所格子歪を調べる。チタン合金と鉄合金中の局所格子歪の大きさを、擬ポテンシャル法を用いて初めて決定する。また、その格子歪を発生させる源である化学結合を、原子化エネルギーを用いて解析し、局所格子歪についての基本的な考え方を創出する。そして、それらを基に、両合金に現れるマルテンサイト変態の開始温度(Ms)と局所格子歪との関係を調べ、合金設計の新しい指針を導出することを目指す。初年度である令和元年度においては、以下の結果を得た。
bccチタンおよびhcpチタン中の各種の合金元素近傍の局所格子歪を、擬ポテンシャル法を用いて系統的に決定した。併せて、金属チタンや鉄中の原子空孔近傍の局所格子歪量を決定した。bcc金属中の空孔近傍の局所格子歪エネルギーの大きさが、他のfcc, hcp金属に比べて一桁も大きいことが分かった。bcc金属の中でもとりわけbccチタンやbcc鉄のように、マルテンサイト変態や同素変態が起きるbcc金属において、局所格子歪エネルギーが大きいことが明らかになった。
さらに、エネルギー密度解析法を用いて、チタン中の構成原子の原子化エネルギーを求め、その格子歪の成り立ちを調べる研究に着手している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
チタン中の合金元素及び原子空孔近傍の局所格子歪の基本的な情報を初めて得ることができた。その局所歪の大きさは合金元素の種類によって大きく異なり、原子変位型のマルテンサイト変態に局所格子歪が関与する可能性が示唆されている。これらは従来の研究では分からない新しい情報である。このように、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度は、前年度からの研究項目である「チタン中の局所格子歪の原子化エネルギーによる評価」を進める。さらに、当初の計画に従い、鉄に関する２つの研究、「鉄中の合金元素近傍の局所格子歪の決定」と「鉄中の局所格子歪の電子レベルからの評価」に着手する。この外、鉄の中の原子空孔近傍の格子歪についても調べる。そして、チタンと鉄の関する局所格子歪の基本データベースを創り、合金設計に供する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
(理由）本研究の多くは、電子構造の計算機シミュレーションによって行われている。これまでは、既に研究室にある古い計算機や端末機を使って研究が進めてきた。今後、計算の一層の効率化を図るために、新しい計算機や端末機などの計算に必要な物品の購入を次年度にまとめて行うことにしたため。
(使用計画）上記の前年度未使用額(約1,050千円)と本年度分の助成金（900千円）の計1,950千円の使用内訳は、物品費(約1,000千円)、旅費(約550千円)、研究成果投稿料(約300千円)、その他（約100千円）である。
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