転位の発生・運動に関する分子動力学シミュレーションならびに格子不安定性解析

位错产生和运动的分子动力学模拟和晶格不稳定性分析

• 批准号: 11750077
• 负责人: 屋代 如月
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750077/
• 关键词: 転位発生; 分子動力学法; 局所格子不安定性; 弾性剛性係数; 原子埋め込み法; 前駆不安定現象; ナノワイヤー; 強度評価; 格子不安定性; γ; γ'界面; 格子ミスフィット; 前駆ひずみ集中; 線膨張係数

転位の発生ならびに運動の力学的条件を原子レベルから明らかにするため,[001]方向に引張を受けるニッケル微小単結晶の分子動力学シミュレーションを行い,表面からの部分転位の発生過程,ならびに結晶内部への伝ぱ過程を詳細に観察した.さらに,部分転位の発生・運動時に生じた結晶格子の局所的な不安定変形に着目し,その開始条件を結晶の変形抵抗を表す弾性剛性係数B_<IJ>の正値性に基づいて評価することを検討した.その結果,転位の発生および運動時のメカニズムについて以下のような結果を得た.(1)部分転位が発生する領域では,局所の結晶格子が引張軸垂直方向([100],[010]方向)の変形の釣り合いを失って急激に崩壊し,変形が集中する前駆的な不安定現象(「第一の不安定」)を生じていた.(2)部分転位の発生・伝ぱは,(1)の変形集中領域内の1つのすべり面間においてfcc原始単位格子が部分転位発生方向へ連鎖的にせん断崩壊する「第二の不安定」によりもたらされていた.(3)局所格子の垂直方向崩壊の「第一の不安定」開始時には,その領域の弾性剛性係数の行列式B_<IJ>が負となる不安定状態となっていた.この不安定は,垂直方向の変形の釣合いを表す主小行列式B_<11>B_<22>-B_<12>B_<21>が負となることによりもたらされていた.(4)部分転位の発生の「第二の不安定」開始時には,局所のfcc原始単位格子のせん断弾性剛性係数B_<55>^<int>が負となった集団的な不安定領域がすべり面上に現れた.このせん断不安定領域は部分転位の前方に位置し,すべり面上の隣接格子へ伝ぱすると部分転位が移動した.

The mechanical conditions for the formation and movement of the crystal position were investigated in detail. The molecular dynamics of the crystal structure was studied in detail, including the formation process of the partial crystal position on the surface and the internal crystal movement process. In this paper, the initial conditions for the formation and movement of partial crystals are discussed<IJ>. As a result of this, the following results were obtained. (1)The unstable phenomenon ("the first instability") of the crystal lattice in the vertical direction of the tensile axis ([100],[010] direction) occurs when the shape of the crystal lattice is lost and the shape of the crystal lattice is concentrated. (2)Part of the position of the development of the day,(1) of the shape of the concentrated field of the 1 (3)The first unstable state of vertical collapse of local lattices begins with the determinant of stiffness coefficient B_g <IJ>negative and unstable state B_g negative. The main determinant B<11><22>_<12><21>B (4)Part of the initial occurrence of the "second instability" at the beginning of the bureau, the original unit cell of the fcc, the discontinuous stiffness coefficient B_<55>^<int>negative, the group of unstable areas appear in the plane. The unstable area of the break is located in front of the part of the position, and the adjacent grid on the surface is located in front of the part of the position.

项目成果

Kisaragi YASHIRO: "Local Lattice Instability at Dislocation Nucleation and Motion"Proceedings of the 5th European Mechanics of Materials Conference,EMMC5. (In press). (2001)

如月八代：“位错成核和运动时的局域晶格不稳定性”第五届欧洲材料力学会议论文集，EMMC5。

屋代如月: "転位の発生および運動時の局所格子不安定性に関する分子動力学的研究"日本機械学会論文集A編. (掲載予定). (2001)

如月八代：“位错产生和运动过程中局部晶格不稳定性的分子动力学研究”，日本机械工程学会论文集，A版（即将出版）（2001年）。

北村隆行: "第三のメゾ破壊のシミュレーション"日本機械学会論文集. 65A-631. 425-431 (1999)

Takayuki Kitamura：“第三次细观断裂的模拟”日本机械工程师学会会议录 65A-631（1999）。