1992 Fiscal Year Annual Research Report
電子論によるアルミニウム合金の強度予測とそれに基づく高比強度合金の設計と開発
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04555172
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
森永 正彦 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (50126950)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 英雄 住友軽金属(株), 技術研究所, 主任研究員
井上 聡 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (90168443)
村田 純教 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (10144213)
小林 俊郎 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (90023324)
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| Keywords | アルミニウム合金 / 機械的性質 / 電子状態 / 分子軌道法 / 合金設計 |
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| Research Abstract |
現在、自動車をはじめとする各種輸送機関の軽量化が叫ばれている。この社会的要請に答えるためには、アルミニウムに代表される軽金属材料の高強度化が必要である。ところで、材料の機械的性質はこれまで転位論で取り扱われてきた。転位論によって材料の機械的性質の基礎的な理解は深まったものの、これを使って実際に材料強度を予測するところまでには至っていないのが現状である。本研究の第1の目的は、転位論のような原子レベルの立場よりもっとミクロな電子レベルの立場から、アルミニウム合金の材料強度を考えようとするところにある。第2の研究目的は、この強度予測法を使って、高比強度アルミニウム-マグネシウム系合金を設計することある。本年度は第1の目的である「電子論による強度予測法の確立」を目指して研究し、以下の成果を得た。
1.アルミニウム中の合金元素の電子状態の計算を分子軌道法(DV-Xαクラスター法)を用いて系統的に計算した。そしてアルミニウム中の合金元素の特徴を表すパラメータ(s軌道エネルギーレベル、Mk)を求めた。
2.上記パラメータ、Mkを用いて実用アルミニウム合金の機械的性質(耐力、引張強度など)を整理した。そして強度を予測するための近似式を得た。
3.アルミニウム-マグネシウム系合金の機械的性質を実験により調べた。また分析電子顕微鏡を用いて、ミクロ領域の組成分析を行った。時効後の合金中のマグネシウムの分布は均質ではなく、析出物の近傍とそれ以外の箇所ではかなり違うことが明らかとなった。これは高強度アルミニウム合金で発生する応力腐食割れを理解するうえで重要な知見であると思われる。
次年度はこれらの結果を基に、第2目的である合金設計に着手しようと考えている。
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Research Products
(1 results)
