Screw dislocation kink dynamics model in BCC iron based on first-principles and molecular dynamics calculations

板倉 充洋; 蕪木 英雄; 山口 正剛

no journal, , 

原子力材料は長年の中性子照射によって硬化する。これは金属材料が折れることなく曲がる塑性変形が、照射による材料変化によって阻害される現象であるが、これを解明するには塑性のメカニズムを原子スケールで明らかにする必要がある。それには塑性変形を担う転位線と呼ばれる格子欠陥がどのように材料内部を動くかを知る必要があり、これは実験で直接観察できないため、大規模な量子計算が必要になる。本発表では大規模な量子計算と分子動力学計算に基づいて転位の運動を動的に再現するメゾスケールモデルを開発したので報告する。これまでの転位のモデルでは実験で観察される転位の不規則な動きを再現できなかったが、本研究ではこれまで転位のモデルで扱われていなかった慣性の効果が重要な役割を果たすことに初めて注目し、この効果を取り入れることで低温での転位の動きを再現することに成功したことが大きな成果として挙げられる。これによってこれまで計算と実験が合わない問題のあった鉄系合金の低温領域での塑性変形現象について解決の糸口を与えることができた。