Interface Fracture in Dissimilar Nanostructures Induced by Ultrafast Laser Irradiation

超快激光辐照引起的异种纳米结构界面断裂

• 批准号: 18F18067
• 负责人: 北村 隆行
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-07-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18F18067/
• 关键词: 破壊; レーザー照射; ナノ構造体

レーザー照射による局部急速加熱を用いた微小部材の精密な加工が行われている。その際、大きな熱勾配によって生じる圧縮応力波が、部材の破壊や局部損傷を引き起こすことがある。昨年度の簡単な構造の2次元材料（グラフェーン）のシミュレーションによる衝撃損傷発生の原子レベル機構解析結果を参考にして、単結晶銅に対する超高速ひずみ負荷下における微視構造変化について本格的な解析を実施した。キャビティ等のナノスケールの欠陥生成過程や粒界の発生・消滅過程やそれらの分布および結晶構造の変化を時間を追って丁寧に追跡するとともに、その緩和過程を含む材料全体の損傷メカニズムとメカニックスを明らかにすることができた。さらに、皮膜の存在による変形拘束効果の解明にも取り組んでおり、前年までの研究と合わせて、体系的な成果を得てきている。本年度の国際研究誌に掲載された論文は3報であり、この他に2報を投稿中である。来日前からの当研究グループとの共同研究を合わせて、損傷メカニズムの詳細を明らかにすることができ、微細な（ナノメートル・スケール）結晶粒材料を作りだす考え方が深まった。一方、ナノメートル材料の強度に関する詳細実験については、電子顕微鏡その場負荷観察試験装置による損傷・破壊実験に関する実験を行って結果を得ている。ただし、高速負荷およびその観察に大きな困難があるため、成果は基礎的段階に留まっており、今後も共同研究を継続するための装置改良を進めている。

レ ー ザ ー irradiation に よ る local with い rapid heating を た tiny part material の precision な processing line が わ れ て い る. そ の interstate, big き な hot hook with に よ っ て raw じ る 圧 shrinkage 応 force wave が, department of material の 壊 や local damage を lead き up こ す こ と が あ る. Yesterday's annual の Jane 単 な tectonic の 2 dimensional materials (グ ラ フ ェ ー ン) の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る blunt shock damage 発 raw の atomic レ ベ ル institutions analytical results を reference に し て, 単 crystal copper に す seaborne る ultra-high-speed ひ ず み under load に お け る micro apparent structure variations change に つ い て this lattice な parsing を be applied し た. キ ャ ビ テ ィ etc. の ナ ノ ス ケ ー ル の owe 陥 generation process や LiJie の 発 raw elimination process や そ れ ら の distribution お よ び の crystallization structure - the を time を chase っ て ding に tracing す る と と も に, そ を の detente process including all の む material damage メ カ ニ ズ ム と メ カ ニ ッ ク ス を Ming ら か に す る こ と が で き た. さ ら に exist, skin membrane の に よ る - shaped fruit at home working の interpret に も group take り ん で お り, the year before ま で の study と わ せ て, system な results を て き て い る. This year, the journal of International Research に has published された papers, which are currently being submitted to であ であ in 3 journals and である in に in 2 journals を. To have か ら の when the グ ル ー プ と の common study を わ せ て, injury メ カ ニ ズ ム の detailed を Ming ら か に す る こ と が で き, imperceptible な (ナ ノ メ ー ト ル · ス ケ ー ル) crystals materials を り だ す exam え party が deep ま っ た. Party, ナ ノ メ ー ト ル の strength に masato す る detailed be 験 に つ い て は, electronic 顕 micromirror そ の 観 was made in the field load test device に よ る damage, broken 壊 be 験 に masato す る be 験 を line っ て results て を い る. た だ し, high-speed load お よ び そ の 観 examine に big き な difficult が あ る た め, results based は Duan Jie に leave ま っ て お り, future study を も common 継 続 す る た め の device improved を into め て い る.

项目成果

Transient Phase Transitions in Single-Crystal Coppers under Ultrafast Lasers Induced Shock Compression: A Molecular Dynamics Study

超快激光诱导冲击压缩下单晶铜的瞬态相变：分子动力学研究

• DOI: 10.1063/1.5088371
• 发表时间: 2019
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: Qilin Xiong;Takayuki Kitamura and Zhenhuan Li
• 通讯作者: Takayuki Kitamura and Zhenhuan Li

Spontaneous curling of freestanding Janus monolayer transition-metal dichalcogenides

独立式Janus单层过渡金属二硫属化物的自发卷曲

• DOI: 10.1039/c8cp02011f
• 发表时间: 2018
• 期刊: Physical Chemistry Chemical Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Xiong Qi-lin;Zhou Jianli;Zhang Jin;Kitamura Takayuki;Li Zhen-huan
• 通讯作者: Li Zhen-huan

Thermomechanical responses in metal films under mechanical shock: A molecular dynamics study

• DOI: 10.1080/01495739.2019.1647123
• 发表时间: 2019-08
• 期刊: Journal of Thermal Stresses
• 影响因子: 2.8
• 作者: Q. Xiong;T. Kitamura;Zhenhua Li

Cylindrical voids induced deformation response of single crystal coppers during low-speed shock compressions: A molecular dynamics study

• DOI: 10.1016/j.mechmat.2019.103167
• 发表时间: 2019-11
• 期刊: Mechanics of Materials
• 影响因子: 3.9
• 作者: Q. Xiong;T. Kitamura;Zhenhua Li