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清水 大志; 尾方 成信*; Li, J.*
no journal, ,
多くの金属ガラスが約2%の単軸引張り歪でせん断帯が観測され破断に至ることは、aged-rejuvenation-glue-liquid(ARGL)せん断帯モデルにより説明できる。原子数2万の分子動力学(MD)シミュレーション及び熱力学的な分析に基づいて提案された本モデルを直接的に検証するため、2千万原子の大規模MDシミュレーションを行った。金属ガラス内では、数十程度の原子集団がせん断変形する領域(STZ)のクラスタがせん断帯の基点となり得る。外部負荷がARGLモデルにより予測された流動応力を越える場合には、せん断帯先端における応力集中やせん断帯の進展、せん断帯中心部の温度上昇と密度降下が観測された。一方で流動応力以下の外部負荷の場合、せん帯が進展せずSTZクラスタは消散した。これらの結果から、MD計算で捉えられるミクロなダイナミクスによる流動応力がマクロな機械的性質を支配することが確かめられた。
Li, J.*; 清水 大志; 尾方 成信*
no journal, ,
ほとんどの金属ガラス(BMG)において、約2%の単軸引張りひずみによりせん断帯が形成される。われわれは、この現象の臨界条件が萌芽的せん断帯(ESB)の進展に依存し、生成にはよらないという理論を提案する。ESBが進展するためには、各原子が疎外化されたglue領域が摩擦加熱によってガラス転移温度に達するまで、遠方のせん断応力が準定常状態の摩擦力を越えていなければならない。その時点で、ESBはせん断き裂的なものにまで成熟する。この成熟に必要な長さのスケールはZrベースのBMGについて
10
nmと見積もることができるが、これ以下のサイズではせん断変形の局所化は起こらない。2元素のレナードジョーンズモデル系,埋め込み原子法(EAM)ポテンシャル及び5元素のEAMポテンシャルによる分子動力学シミュレーションを行った結果、降伏ひずみの予測としてそれぞれ、2.4%, 2.1%, 2.6%及び2.9%の値を得た。