粒界性格を制御した金属材料設計・開発に対する原子シミュレーションによる基礎的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

非対称傾角粒界の粒界構造と変形メカニズムについて詳細な検討を行ない,以下の結果を得た.1)対称粒界面からのずれ角度と粒界エネルギーの関係を原子モデルを用いて計算し,ずれ角度増加に伴い粒界エネルギーが増加することを確認した.また,非対称傾角粒界において対称面からのずれを緩和するために導入される欠陥構造(DSC転位)が,結晶方位によっては,転位源としての役割を示すことを確認した.2)同じ粒界方位差,異なる対称粒界面からのずれ角度を有するアルミニウムの粒界モデルを作成し,せん断変形シミュレーションを実行することで,粒界変形とそのずれ角度依存性を検討した.300K一定の条件では,解析モデルにせん断変形を与えると,粒界移動が生じ,結晶方位が隣接結晶方位に変化することにより,せん断ひずみを稼ぐことを確認した.また,この粒界移動量は対称面からのずれ角度に強く依存し,粒成長等の粒界移動を伴なう現象に対してずれ角度を考慮することは重要であることを見出した.また,高温でせん断変形を加えた場合,ずれ角度の小さな粒界では,前述した粒移動を生じるが,ずれ角度の大きな粒界では粒界すべりが生汁ことを確認し,粒界変形モードが粒界構造に伴ない遷移することを示した.3)刃状転位と非対称傾角粒界の相互作用シミュレーションを原子・連続体結合モデルで行ない,(a)パイルアップによる応力集中の粒界構造依存性は大きくないこと,(b)粒界より転位を放出するための臨界力が粒界構造に依存し,転位論で見積もれる臨界力とは異なること,(c)粒界に侵入してくる転位のアコモデーション機構は粒界構造に強く依存し,特に非対称傾角粒界を構成する粒界転位の運動が重要であることを示した.