マルテンサイト変態におけるミクロ機構とメゾ組織

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マルテンサイト変態の重要な特徴は、巨視的なスケールの応力が直接原子的機構に影響を与える事である。したがって、マルテンサイト変態のシミュレーションのためには、本来ならば巨視的試料に分子動力学法を適用しなければならない。しかし、現在使用できる最も高速な計算機を用いても、直接分子動力学で扱える原子数はせいぜい10^5程度である。これは、巨視的試料に含まれる原子数10^<23>に遠く及ばない。そこで、現在の計算機で直接扱える微粒子試料におけるマルテンサイト変態シミュレーションの微粒子サイズ依存性から巨視的試料におけるマルテンサイト変態の原子的機構を明らかにしようとする方法をとった。この方法の一環として、ほぼ球の形状を持ち、表面積が有限である以外には全く格子欠陥をもたないFe微粒子のFCCからBCCへのマルテンサイト変態の分子動力学による研究をおこなった。現時点では、以下の結果がどこまで一般性をもつかは今後の研究課題ではあるが、少なくとも、格子振動が如何にしてマルテンサイトに必要な静的かつ有限な変位に発展するのか、具体的な一例を初めて提示することができた。この形状の微粒子では、第一段階は表面原子の格子振動が非線形ポテンシャル下の運動のため、渦状の有限変位に発展し、第二段階として、渦状の変位が内部に浸透し、相境界に発展し、最終的には、相境界の移動によってBain変形が達成される。詳細は現在投稿準備中の論文で発表する。