Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
都留 智仁; 弓削 是貴*; 青柳 吉輝*; 下川 智嗣*; 久保 百司*; 尾方 成信*
no journal, ,
ハイエントロピー合金(HEA)は、主要成分を持たない5元素またはそれ以上の成分が等原子分率で混合した結晶構造を持つ合金として定義される。HEAでは、従来の希薄合金を対象とした固溶強化理論による評価が困難な一方、特異な変形機構を生じ、強化の促進や強度と延性の両立などの優れた機能の創出が期待されている。しかし、局所的な原子変位などの影響により強度が向上することなどが分かっているが、詳細な機構は明らかになっていない。そこで本研究では、第一原理計算を用いて転位構造とその特性について検討を行った。BCC相が安定なMoNbTaVWと安定性の低いZrNbTaTiHfを対象として、第一原理計算によって計算された平均二乗原子変位(MSAD)を評価した。その結果、MSADの小さなMoNbTaVWでは純BCC金属の転位芯と同様に、転位芯近傍の3つの原子が転位のBurgersベクトルをほぼ均一に持つことが確認される。一方、ZrNbTaTiHfでは、局所的な変位による弾性ひずみエネルギーの偏差が大きく、転位構造は転位芯近傍の周囲の元素の影響を受けて多様な構造を取ることがわかった。
都留 智仁
no journal, ,
BCC合金やHCP合金の変形は、温度と合金元素の濃度に強く依存して変化することが知られており、Cottrellによる格子間原子の転位への固着によるという従来の説や、温度への依存性を転位運動の摩擦力によって説明するConradの説など、古くから多くの研究が行われてきた。しかし、BCC合金における軟化現象やHCP合金の非底面すべりの活性化によって複雑に変化する変形挙動のメカニズムは従来の機構によって説明することが困難である。本研究では、第一原理計算から電子結合の寄与と転位の局所構造に着目し、有限温度の転位運動のダイナミクスを直接解析する手法を構築し、合金元素の影響を包括的に議論した。
大久保 成彰; 藤村 由希
no journal, ,
加速器駆動未臨界システム(ADS)では、核破砕中性子源及び炉心冷却材として、鉛ビスマス液体金属を用いる。本研究では、ADSの炉内機器候補材であるSS316L鋼及びT91鋼に対して、イオン照射を実施後、鉛ビスマス中浸漬試験を行い、液体金属中材料腐食(酸化皮膜形成挙動)に及ぼす照射の影響を評価した。照射温度450
C、表面にて2, 4及び8dpaまでFeイオンを照射した後、酸素濃度を調整した450Cの鉛ビスマス中に約400時間浸漬し、表面状態を断面SEMにより観察した。照射したSS316Lに対して飽和酸素濃度の鉛ビスマス中にて浸漬試験を行った結果、未照射部に比較して、照射部(4,8dpa)では、酸化皮膜の厚さが約2倍であった。これは、照射により形成された欠陥が、その後の鉛ビスマス中での酸化皮膜形成を促進していることを示す。低酸素濃度では、未照射部では局所的な溶解腐食が観察されたにもかかわらず、照射部では酸化被膜が形成したことから、照射欠陥を介した構成元素の拡散により酸化反応が促進されると考えられる。一方、T91鋼では、照射の影響は顕著ではなかった。これは、予め多く存在する転位や炭化物により照射欠陥が消滅し、浸漬中の拡散に寄与する欠陥が多く存在しなかったためと考えられる。
海老原 健一; 鈴土 知明
no journal, ,
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。
Y
合金引張変形の中性子回折モニタリングHarjo, S.; 相澤 一也; Gong, W.*; 川崎 卓郎
no journal, ,
Mg
ZnY合金は
Mg相と長周期積層(LPSO)相からなるマグネシウム合金であり、LPSO相の相分率は約25%である。LPSO相を含有したマグネシウム合金は、熱間押出後従来のマグネシウム合金よりも高強度および高延性を示す。熱間押出中にLPSO相に導入されたキンク組織がLPSO相を含有したマグネシウム合金に強化を与えることが知られている。キンク強化されたマグネシウム合金の強化メカニズムを調べる目的で引張変形中の格子面の応答をより詳しく調べるために鋳造後及び熱間押出後のMgZnY合金の引張変形中の中性子回折実験を行った。
Zn
クラスタ中の格子間原子の安定性解析板倉 充洋; 山口 正剛
no journal, ,
ミルフィーユ構造におけるキンク形成および強化のメカニズムを解明するためにはキンクの原子論的スケールでの構造の同定および周辺での応力・ひずみ分布の情報が必要となる。LPSO合金、特にマグネシウム, イットリウム(Y), 亜鉛(Zn)系の合金では析出したYZnクラスタがその中心に格子間原子を含むことが実験から示唆されており、刃状転位との間に強い応力相互作用が働くことが予想される。一方でクラスタの秩序が形成されるには空孔拡散が頻繁に起こることが必要であるが、格子間原子と空孔が対消滅しないのかという疑問が出てくる。本講演では格子間原子(Mg, Y, Znのいずれか)を含むYZnクラスタに空孔が接近した場合に対消滅が起こるかどうかを第一原理計算で評価した結果を示す。
Zhao, C.*; 鈴土 知明; 外山 健*; 永井 康介*
no journal, ,
高濃度のCuを含んだ原子炉圧力容器鋼において、銅析出物は、脆化を引き起こす重要な因子となる。よって、析出過程におけるCu原子の挙動を理解することが重要である。Cu原子の挙動を評価するには、その基本情報として高精度にCuの拡散係数を求めることが重要となる。本研究では、Fe-Cu合金中のCu原子の挙動を理解するために、キネティックモンテカルロシミュレーションを使用してCu原子の挙動をシミュレートし、3Dアトムプローブトモグラフィーで測定した実験結果を比較することを目指した。