2005 Fiscal Year Annual Research Report
金属ガラスの変形機構を考慮したマルチスケールモデリングの研究
| Project/Area Number |
15074214
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
澁谷 陽二 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70206150)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾方 成信 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20273584)
竹内 章 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (40250815)
中谷 敬子 大阪府立工業高等専門学校, 総合工学システム学科, 助教授 (60295714)
|
|---|
| Keywords | アモルファス金属 / 局所幾何構造 / 分子動力学シミュレーション / 20面体 / 機械的特性 / 自由体積 |
|---|
| Research Abstract |
周期性を持たない金属ガラスの変形に関する基礎メカニズムの解明のため,引張り・圧縮やせん断荷重に対する基本変形特性を,大規模分子動力学シミュレーションに基づき解析し,金属ガラスの降伏現象について検討した.その結果,従来から言われている静水圧依存性,そして最近発表された垂直応力依存性の両者が,応力状態によってその寄与の比率を変えながら関与していることを明らかにした.そして,ボロノイ多面体解析を平衡状態と変形状態に対して適用し,局所的な幾何学的構造と機械的特性・変形特性との関係を数値実験的に解明した.20面体を構成する5角形面の比重が大きくなれば,自由体積の減少とともに,機械的特性や引張り強さが向上した.2元系のCu_xZr_<1-x>の成分をパラメータにして解析した結果,最適な比が存在することがわかり,実験結果との比較検討を起こった.また,安定な金属ガラスの短距離構造を決定する構造因子や熱力学的秩序パラメータについての検討も行い,金属ガラスの基本構造の物性予測を可能にする熱力学的手法について検討を行った.さらに,従来から言われている理論的なガラス形成能に関する基準に対して,原子ひずみテンソルを導入した新たな考察を加えた.原子ひずみテンソルの第一不変量(体積ひずみ)と8面体せん断びすみ(ゆがみ量)を用いたガラス変形能に関する検討を行った結果,従来からの体積ひずみと同様にゆがみを表すパラメータも有効な指標であることがわかった.最後に,金属ガラスの短距離構造を再現しうる多体系の原子間ポテンシャルの構築を試みた.現在既知である二元系アモルファス材料の動径分布関数等の実験データに適合するように,多変数パラメータを決定する最適化手法を提案し,そのポテンシャルパラメータの同定を行い原子間ポテンシャルの構築を行った.
|
