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Development of data assimilation method for crystal plasticity analysis reflecting dislocation microstructures

反映位错微结构的晶体塑性分析数据同化方法的发展

基本信息

批准号：
22K14466
负责人：
井原史朗
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

金属材料における変形から破壊に至る過程を制御するためには，ナノスケールで生じる現象や微視組織の形成を理解し，計算機シミュレーションに反映させる必要がある．金属材料の破壊に関しては種々のモデルが提案されているものの，ナノスケールにおける破壊現象に関して十分に理解されているとは言い難い．本研究では，SUS316L（FCC）をモデル材料として，透過電子顕微鏡（TEM）内引張その場観察を行い，き裂進展に伴うナノスケールの組織変化を解析した．まず，試料作成にあたっては集束イオンビームを活用し，応力集中部を作ることで，TEM観察箇所で必ず変形・破壊が生じるような試料作成に成功した．組織解析にあたっては，原子分解能観察だけでなく，電子エネルギ損失分光法（EELS）解析および4D-STEM観察を行った．EELSによる解析では，き裂先端で体積プラズモンのピークが低エネルギ側へシフトすることが確認された．また，原子分解能観察によって，き裂先端では非晶質化が生じていることがわかった．体積プラズモンは価電子密度を反映しており，今回の場合は質量密度と相関があるとみなせるため，き裂先端でのピークシフトは，ＦＣＣという稠密構造から非晶質化という，局所的な密度変化を捉えていると考えられる．さらに，4D-STEM解析を行った所，き裂進展方向に沿って特徴的な回折スポットが表れた．このように，金属の破壊に関してナノスケールの観点から重要な知見を得ると共に，その解析手法を見出している．

To understand the formation of metallic materials and the formation of Weishi app, it is necessary for computer to reflect the process of metal material transformation. The metal material is related to the breakdown of the metal material. The metal material is related to the breakdown of the metal material. In this study, SUS316L (FCC) was used to analyze the microstructure of the material through electron microscopy (TEM). The sample preparation was successful when TEM observed the shape of the sample. Tissue analysis, atomic decomposition energy detection, electron loss spectroscopy (EELS) analysis, and 4D-STEM detection.EELS analysis, and crack tip volume detection. The atomic decomposition energy can be detected, and the tip of the crack can be amorphous. The density of electrons reflects the density of electrons. 4D-STEM analysis is performed along the direction of the crack progression. In this way, the metal is broken down and the important knowledge is obtained, and the analytical method is revealed.