アモルファス合金の破壊における局所規則構造化機構の原子運動論的研究

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微視的な原子配列のダイナミクスを知る上で有効な手段である原子集合体モデルによる分子動力学法を用いた直接シミュレーションにより,アモルファス合金のランダムな原子配列の中に出現・消滅する局所的な規則構造のダイナミクスを研究し,微視的な原子レベルの構造変化が巨視的力学特性に及ぼす影響についての検討を通じて,これまでに多くの理論が提唱されているにも関わらず決定的な定説がないアモルファスの非弾性変形から破壊に至る過程の微視的メカニズムを究明することを目的として以下のように研究を推進した.1.多体ポテンシャルを用いて,加熱急冷のシミュレーションを行い,鉄系のアモルファス金属を計算機上にモデル化した.2.生成したモデルから微細試験片を切り出し,単軸引張圧縮下および二軸引張圧縮での,構造の安定性および局所的な応力分布の不均質性と,原子の局所的な数密度について調べ,その相関について検討した.3.アモルファス金属の変形過程で変化する特徴的な原子構造をボロノイの多面体解析,動径分布関数の検討により調べた.また,アモルファス金属中にき裂を導入したモデルを作成し,不均質体のき裂先端の変位場と応力場の不均質性と応力分布について先の弾性特性の研究結果をふまえて検討を行った.また,き裂先端近傍の非弾性変形について検討し,アモルファス金属に特有の変形機構を明らかにした.4.計算の結果得られるデータの直接的な四次元的時空間(三次元空間の時系列変化)の可視化(サイエンティフィックビジュアリゼーション)により検討を行なった.