BCC合金が持つ特異な変形機構の起源の解明と力学機能設計

周期条件を満たす転位の弾性問題に基づいて、転位芯構造モデルとエネルギーを同時に評価する枠組みを整理した。第一原理計算を用いて、任意の面上で直線転位が運動する際のエネルギーを評価するとともに、転位双極子が相対位置を変化させるときのエネルギー変化を第一原理計算と弾性解で比較した。バーガースベクトル方向に1層の135原子を有する小さなスーパーセルを用いた場合に、転位が一格子周期分ずれる際の差は、第一原理計算と弾性解でそれぞれ、16 meVと18.2 meVと比較的近い値であることを確認した。このことから、転位芯の拡張が小さな体心立方格子（BCC）結晶系では、弾性解が転位のエネルギーの見積もりに有効に利用できることを示した。これは、純金属以外の複雑な合金系に対する転位運動を評価する際にも有効である。また、BCC構造を持つFe、Mo、Wなどの元素に対して、多様な相構造及び欠陥構造に対する第一原理計算を行い、人工ニューラルネットワーク（ANN）ポテンシャル開発のためのデータベースとして蓄積した。特に、Feに関しては、C15構造などの多様な格子間原子のデータまで含めた高精度なポテンシャルを整備し、転位構造解析の応用として、鉄らせん転位のキンク生成エネルギーの評価を行った。また、古典ポテンシャルでは現れない表面の応力振動をよく再現することを確認した。実験による検討では、安定相がBCC構造を持つ元素に加えて、高温相もしくは合金でBCC構造を持つ元素として、チタン合金を対象とした合金作成、及び実験のセットアップを行った。

周期条件を満たす転位の弾性問題に基づいて、転位芯構造モデルとエネルギーを同時に評価する枠組みを整理した。第一原理計算を用いて、任意の面上で直線転位が運動する際のエネルギーを評価するとともに、転位双極子が相対位置を変化させるときのエネルギー変化を第一原理計算と弾性解で比較した。バーガースベクトル方向に1層の135原子を有する小さなスーパーセルを用いた場合に、転位が一格子周期分ずれる際の差は、第一原理計算と弾性解でそれぞれ、16 meVと18.2 meVと比較的近い値であることを確認した。このことから、転位芯の拡張が小さな体心立方格子（BCC）結晶系では、弾性解が転位のエネルギーの見積もりに有効に利用できることを示した。これは、純金属以外の複雑な合金系に対する転位運動を評価する際にも有効である。また、BCC構造を持つFe、Mo、Wなどの元素に対して、多様な相構造及び欠陥構造に対する第一原理計算を行い、人工ニューラルネットワーク（ANN）ポテンシャル開発のためのデータベースとして蓄積した。特に、Feに関しては、C15構造などの多様な格子間原子のデータまで含めた高精度なポテンシャルを整備し、転位構造解析の応用として、鉄らせん転位のキンク生成エネルギーの評価を行った。また、古典ポテンシャルでは現れない表面の応力振動をよく再現することを確認した。実験による検討では、安定相がBCC構造を持つ元素に加えて、高温相もしくは合金でBCC構造を持つ元素として、チタン合金を対象とした合金作成、及び実験のセットアップを行った。