研究概要 |
次世代の軽量構造用材料として期待されているMg-遷移金属(TM)-希土類(RE)系合金の優れた力学特性は,合金中の析出物相と密接に関連していると考えられているが,その詳細な役割については未だ不明な点が多い.そこで本研究ではMg-TM-RE合金中で新しく発見したOD(Order-disorder)構造という特異な積層構造をもつ析出物,OD金属間化合物相の相安定性を決定する要因,さらに相安定性と力学特性の相関を解明するとともに,このようなOD金属間化合物の結晶構造を記述するためのモデル構築をし,新奇OD金属間化合物相の強化相としての有効利用のための基礎確立を目的とした.本年度は前年度までに明らかにした18RタイプのMg-Al-Gd三元系OD金属間化合物相の結晶構造モデルをもとに,14HタイプのOD理論による結晶構造の解析を行った.また18RタイプのOD金属間化合物相についての熱処理実験を行い,その形成プロセスを明らかにした.さらにVASPコードを用いた第一原理計算により,18RタイプのMg-Al-Gd OD金属間化合物相の多形間のエネルギー差を評価し,実験的に得られた最安定多形1Mタイプ(空間群C2/m)がエネルギー的にも最安定であることを確認した.またMg-Al-RE三元系OD金属間化合物(RE=Y, La, Ce, Nd, Sm, Dy, Ho, Er, Yb)について第一原理計算により,構造安定性に及ぼすRE元素の影響についての基礎的な知見を得た.またMg-Zn-Y系OD相について,ミクロンサイズの微小単結晶圧縮試験を行い,活動する変形モード並びにその臨界分解せん断応力の試験片サイズ依存性についての基礎的な知見を得た.
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