Screw dislocation-spherical void interactions in fcc metals and their dependence on stacking fault energy

早川 頌*; 土井原 康平*; 沖田 泰良*; 板倉 充洋; 愛知 正温*; 鈴木 克幸*

Journal of Materials Science, 54(17), p.11509 - 11525, 2019/09

https://doi.org/10.1007/s10853-019-03716-0

We performed molecular dynamics simulations to evaluate the effects of stacking fault energy (SFE) on interactions between a screw dislocation and spherical voids in face-centered cubic (fcc) metals. It was observed that the frequency of the cross-slips is a critical factor affecting the interaction, with primarily three different interaction morphologies being observed: (1) the two partial dislocations detach from the void independently with a time lag, (2) the two partial dislocations detach from the void almost simultaneously on a single slip plane, and (3) the two partial dislocations detach from the void almost simultaneously while involving more than one cross-slip and a jog formation. The magnitude of the critical resolved shear stress (CRSS) increases in the order mentioned above. The CRSS values for interaction morphology (2), which was observed most frequently in this study, were in good agreement with those predicted analytically by adjusting the parameters dependent on the SFE. Based on the obtained results, we discussed the applicability of the analytical model for void hardening in fcc metals. The results of this work contribute significantly to the modeling of mechanical property degradation in irradiated metals.

Atomic simulations to evaluate effects of stacking fault energy on interactions between edge dislocation and spherical void in face-centred cubic metals

土井原 康平*; 沖田 泰良*; 板倉 充洋; 愛知 正温*; 鈴木 克幸*

Philosophical Magazine, 98(22), p.2061 - 2076, 2018/05

https://doi.org/10.1080/14786435.2018.1472401

原子炉材料、特に炉内構造材のオーステナイトの照射脆化を評価する際に、オーステナイトの特徴である低い積層欠陥エネルギーの影響を評価する必要がある。本研究では積層欠陥エネルギーだけを変化させたFCC金属のモデルポテンシャルを用いて転位とボイドの相互作用形態を評価し、ボイドの大きさと積層欠陥エネルギーの値によって様々な相互作用形態があることを見出した。

Cavitation erosion induced by proton beam bombarding mercury target for high-power spallation neutron sources

二川 正敏; 直江 崇; 粉川 広行; 羽賀 勝洋; 沖田 浩平*

Experimental Thermal and Fluid Science, 57, p.365 - 370, 2014/09

AA2014-0181.pdf:1.48MB

https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2014.05.014

J-PARCの水銀ターゲットでは、陽子線入射時に発生する圧力波が水銀を包含する容器へと伝ぱする際に、水銀と容器の界面には負圧によってキャビテーションが発生する。流動水銀中にマイクロバブルを注入することで、圧力波に励起されるキャビテーションの発生を低減するために、注入する気泡の条件を理論及び実験的に検討した。本報告では、特に、圧力波の伝ぱをミリ秒オーダーのマクロな時間スケールとマイクロ秒オーダーのミクロな時間スケールの現象に分けて検討した。前者は、ターゲット容器の振動と水銀の相互作用が支配的な現象であり、後者は、水銀中の圧力波伝ぱプロセスに不可欠な現象である。その結果、マクロな時間スケールでは、水銀中にキャビテーションを発生させる負圧の振幅が注入した気泡によって減少するため、マイクロバブルの注入がキャビテーションの発生を抑えるのに効果的であることを示した。一方、ミクロな時間スケールでは、注入した気泡は負圧の持続時間を減少させキャビテーション気泡の膨張を抑えることで、キャビテーションの攻撃性を低減させるが、その効果は十分ではなく、現状ではキャビテーション気泡が膨張する可能性があることを示唆した。

Extraction behavior of Mo(VI), Mo(V), W(VI), and W(V) from HCl solutions by Aliquat 336

横北 卓也*; 大江 一弘; 小森 有希子*; 菊谷 有希*; 木野 愛子*; 中村 宏平*; 笠松 良崇*; 高橋 成人*; 吉村 崇*; 高宮 幸一*; et al.

no journal, , 

106番元素シーボーギウム(Sg)の酸化還元挙動を調べることを目的に研究を進めている。Sgは生成量が非常に少ないことから、ボルタンメトリーによる酸化還元実験を行うことができないため、酸化数の変化を化学分離挙動の変化から調べる必要がある。今回、同族元素であるモリブデン(Mo)及びタングステン(W)を用い、模擬実験として5価及び6価のMo, Wの溶媒抽出挙動を調べた。実験にはマクロ量のMo, Wを用い、水相には塩酸水溶液を、有機相にはAliquat336-クロロホルム溶液を用いた。また、6価Mo及びWとして、キャリアーフリーのトレーサー(Mo及びW)も使用した。この実験の結果、5価Mo, Wの分配比は、両方とも6価のものより大きく、この抽出系で酸化数の変化を調べられる可能性があることがわかった。また、キャリアーフリーの6価Mo及びWの抽出挙動は、6-11M HClにおいてマクロ量での結果と一致し、この塩酸濃度範囲がSg実験に適切であることがわかった。