2022 Fiscal Year Research-status Report
Ab-Initio Study on the Origin of the Activity of Non-basal Slips in Magnesium based alloys
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22K04671
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
圓谷 貴夫 熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 准教授 (00619869)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 新二 熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 教授 (40222781)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 第一原理計算 / 積層欠陥エネルギー / 溶質元素 / マグネシウム合金 / LPSO構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は第一原理計算手法にもとづき、溶質元素が底面及び非底面すべりに及ぼす微視的効果を解明し、合金化による特性向上への設計指針を得ることを目的としている。今年度は、長周期積層 (LPSO) 構造を有する高強度Mg-Zn-Y合金とMg-Al-Y合金を主たる研究対象として研究を進めた。18R構造を有するLPSO型Mg合金を対象として、構造安定性と溶質原子周辺の化学結合状態の解析を実施し、Mg-Zn-Y系については投稿論文にまとめた。
一般化積層欠陥エネルギー計算については、すべり面の垂直方向をz軸方向とする表面スラブを使った計算方法を採用した。本研究では底面、柱面、錐面といった表面スラブ構造を作成することで、z方向にのみ構造を緩和を許し、すべり面の上の原子が、下の原子に対してバーガーズベクトルに沿った方向に変位させることで積層欠陥エネルギーを計算する。構造最適化計算の結果、LPSO構造を有するMg-Al-Y合金においては、Al原子は最密面内に留まろうとする傾向にあり、すべり面が定義しやすいため、本研究ではMg-Al-Y合金の積層欠陥エネルギー計算に取り組んだ。さらにHCP系希薄合金をターゲットに、溶質元素の配置やMg母相との格子ミスマッチによって積層欠陥エネルギーがどのように変化するかに着目した研究も進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
底面、柱面、錐面といった表面スラブ構造の作成方法を確立し、第一原理計算手法を用いて具体的に積層欠陥エネルギー計算が実施できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策として、計画した研究を継続して進展させていく。今後、LPSO構造を有するMg合金のような多くの原子を含む合金系の積層欠陥エネルギー計算を実施をすることを目指すとともに、すべり面の上下において溶質元素の配置を変えた計算を実施し、各溶質元素と複数の溶質元素の組み合わせが積層欠陥エネルギーやすべり系の活動度に与える効果を説明することを目標に研究を進める。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス蔓延のため、国際会議の多くが中止・オンライン開催となり、旅費・参加費が大幅に見込みより減じた。次年度以降は多くの会議が対面で開催されることになるので、旅費としての使用を計画している。
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