A Molecular dynamics study on the generation and gliding of a non-basal dislocation and its interaction with a twin boundary in magnesium

分子動力学法によるマグネシウム中非底面転位の発生と運動及び双晶境界との相互作用の研究

蕪木 英雄; 板倉 充洋  ; 山口 正剛   ; 都留 智仁   

Kaburaki, Hideo; Itakura, Mitsuhiro; Yamaguchi, Masatake; Tsuru, Tomohito

非等方的なマグネシウムにおいては、c軸方向の転位または双晶境界を導入することが全方位における塑性を向上させるためには必須である。われわれは分子動力学法を用いることにより、完全結晶中に障害物やき裂を置き、結晶を外部応力により変形することにより非底面転位や双晶を導入することができた。特に、障害物やき裂の結晶中でのいろいろな配置を設定することにより、異なる種類の非底面転位や双晶を発生させ、それらの拡張した転位芯の構造や転位の運動特性をシミュレーション結果の可視化により明らかにした。

The generation of non-basal dislocations near the c-axis direction and the introduction of twin boundaries are the fundamental processes for enhancing plasticity in highly anisotropic hcp magnesium materials. Using the molecular dynamics method, we have successfully generated a c+a dislocation from the obstacle set in the perfect magnesium crystal by extending the material in the c-axis direction. A structure of the stacking fault is found to be corrugated and is extended indefinitely in the perfect crystal. The introduction of a twin boundary in the system enables the extended c+a dislocation to emit from the source and glide in the system. The interaction of a c+a dislocation or a basal dislocation with a twin boundary is found to be manifested in various results. A dislocation is absorbed in the twin boundary, and, in some condition, is reemitted from the boundary. The results of these interaction processes are assessed by simulating the systems in various configurations.