2004 Fiscal Year Annual Research Report
分子動力学計算および第一原理計算による金属ガラスの局所不安定性解析
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15074209
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅野 宜崇 京都大学, 工学研究科, 講師 (40314231)
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| Keywords | 金属ガラス / 不安定性 / 分子動力学 / 局所破壊 / クライテリオン / 原子構造解析 / 原子間ポテンシャル / 第一原理解析 |
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| Research Abstract |
一般に、材料の非弾性変形は部分的な原子配置の組み換えによって進行する。結晶材料では、規則正しい原子配列を乱す転位の発生・増殖・運動が、その非弾性変形を支配している。とこうが、ランダムな原子配列を有する金属ガラスの変形過程における原子配列の組み換えについては、その機構が明らかになっていない。そこで、ランダムな原子配列を有する鉄単元系アモルファス(原子間相互作用:Finnis-Sinclairポテンシャル)の引張・除荷過程の原子シミュレーションを行い、非弾性変形をもたらす局所の原子配列変化について解析した。ここでは、不規則な初期原子配列からの局所変形を明らかにすることを主題としている。シミュレーションより、引張応力負荷に伴って局部的な原子配列の組換えが発生することが明らかになった。この際、負荷抵抗が急減する不安定変形となっている。この構造不安定性は、本研究グループで提唱している原子構造体の不安定解析法によって検討できることが判明した。まだ原子の組換えが生じている領域は数原子半径程度の球形領域であり、その領域内では原子の流動が認められた。さらに負荷を増大させると、不安定変形の頻度が増すとともに、応力減少の度合いが大きくなって、非弾性変形が累積する。すなわち、局所における離散的不安定変形が非弾性変形の素過程であり、その詳細(規模、クライテリオン、頻度、原子流動の方向等)に関する考察を進めている。
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