粒界領域中におけるリン移動の分子動力学シミュレーション

Molecular dynamics simulation of phosphorus migration in a grain boundary region

海老原 健一   ; 鈴土 知明   

Ebihara, Kenichi; Suzudo, Tomoaki

リン(P)は鉄鋼中で粒界脆化を引き起こし、原子炉圧力容器鋼の高経年化に影響を与えると考えられることから、照射鉄鋼材料における粒界P偏析量を評価するためのコードを開発している。近年、空孔や自己格子間原子(SIA)と共に粒界に近づいたP原子が、粒界周囲のひずみ及び粒界の熱的揺らぎにより置換型になり、乖離した空孔やSIAだけが粒界に吸収されることが、原子レベルのシミュレーションから明らかとなっている。しかし、粒界からのP原子のデトラップについては、いまだよくわかっていない。このことから、本研究では、P原子の粒界からのデトラップ過程を考察するため、3(111)対称傾角粒界の粒界領域内でのP原子の移動を分子動力学法によってシミュレーションした。その結果、粒界領域内の鉄原子は粒内に比べ多くの原子が移動しその位置を変えること、リン原子は移動する鉄原子の間を通り移動することが分かった。この結果は、照射誘起粒界P偏析の解析コードにおけるデトラップモデルに対する1つの知見を与えると考えられる。

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