2006 Fiscal Year Annual Research Report
大正準モンテカルロを援用した原子尺度での粒界・粒内組織の同時予測手法の開発
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16360314
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
奥田 浩司 京都大学, 国際融合創造センター, 助教授 (50214060)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
落合 庄治郎 京都大学, 国際融合創造センター, 教授 (30111925)
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| Keywords | モンテカルロ / PFZ / 粒界析出物 / サイズ分布 |
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| Research Abstract |
本年度は析出駆動力の空間勾配を原因とするPFZの形成によってできた不均一組織の熱的な安定性を検討するとともに、このような駆動力空間勾配の原因となる多元系における平衡計算ルーチンのシミュレーションシステムへの組み込みを試みた。このために巨視的熱力学変数の計算部分を担当するデータベース・計算システムとしてThermocalcを導入した。駆動力分布に基づくPFZ組織の特徴としては析出物粒子間距離よりも相当に長い距離を持つPFZが形成されることが示され、その場合における溶質空間分布と析出物サイズとの相関はAl-Zn系など、いくつかの単純相分離系の合金に見られる特徴と定性的には一致し、その再熱処理や復元などの熱処理操作に対する組織の安定性、PFZ幅の時間変化についてもほぼ妥当な結果を得ることができた。一方、Cu含有時などに出現することが知られているPFZ幅と溶質枯渇の領域の不一致については、2元モデルでは組織を決定する熱力学パラメータをどのように設定しても説明不可能であることが明らかとなった。2元系の復元過程をともなう2段時効処理においては、空孔枯渇過程における2段時効処理とは異なり、明確なPFZ境界形成が促進され、PFZ幅が時間に依存しない時間領域をもつのに対し、3元系ではトラップ効果が働くことがこれらの違いを生じる原因となっていると予想し、微小セルでのモデル計算においてはその傾向を認めることができた。しかしながら現段階においても境界条件側の連続体モデル接続部分については目処が立ったものの、2元系においておこなっていたのと同程度の効率による多元離散計算はまだ実現できておらず、粒界を含む長範囲での大規模シミュレーションによってPFZ組織形成過程を一度に可視化する計算にはまだ計算効率の問題が残されている。
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