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鈴土 知明; 鬼塚 貴志*; 福元 謙一*
Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 27(6), p.064001_1 - 064001_15, 2019/08
被引用回数：19 パーセンタイル：64.76(Materials Science, Multidisciplinary)低温でのBCC金属の塑性は、らせん転位の移動に支配される。これらの金属結晶におけるらせん転位芯は非平面構造を有するため、その運動は複雑であり、予測不能である。例えば、密度汎関数理論(DFT)は、{
面上のすべりを予測するが、高温における実際のすべり面は予測から乖離してれており、そのメカニズムは何十年もの間の謎だった。本研究ではらせん転位運動を追跡する一連の分子動力学シミュレーションを実施し、実験で得られている滑り面の移行再現することに成功した。我々は、次に、Peierls障壁を超えて転位が移動する現象を精査するアルゴリズムを考案し、すべり面移行のメカニズムを発見した。すなわち、転位芯構造の変化がなくても、転位線の大きなゆらぎによって交差すべりのキンクペアが核形成されることを確認した。
, ThO, UO, NpO, PuO and AmO加藤 正人
no journal, ,
Actinide dioxide having a fluorite structure is one of prospective candidates as a fuel of advanced reactors. Thermal property of nuclear fuels is essential data to evaluate fuel performance. Therefore, great efforts to measure properties and understand their mechanism have been made so far. It is well-known that thermal properties of actinide oxides changes significantly depending on temperature, and their mechanisms is complicated. Author's research group has studied on thermal properties of CeO, UO, PuO and their solid solution. In this work, basic properties of various fluorite-type dioxides were summarized, and temperature dependence of thermal properties were evaluated.
都留 智仁; 板倉 充洋; 山口 正剛; 鈴土 知明; 譯田 真人*; 尾方 成信*; Chrzan, D.*
no journal, ,
合金元素に関連した転位運動が積層欠陥エネルギーへの影響や古典的な強化則で表されるFCC金属と異なり、BCCやHCP金属における合金元素は温度や合金元素の濃度に依存して特異な変化を生じることが知られている。近年、第一原理計算に基づく原子モデルを用いた転位の解析が行われるようになり、詳細なメカニズムの解明が進んでいる。本研究では、BCC合金に対して、転位運動の基礎となるキンク形成とキンク運動の二つの熱活性化過程に対する合金元素の影響を第一原理計算を用いて詳細に評価し、ひずみ速度と負荷応力に関するオロワンの関係と組み合わせて、合金元素の力学特性への影響を予測した。また、HCP金属では、結晶構造の異方性によって塑性変形に異方性が生じるが、合金元素の添加によって転位芯構造の安定性が変化し、主すべり系が変化することで変形モードが変化することを明らかにした。
山口 正剛
no journal, ,
NiCr鋼のSb, Sn, P粒界偏析による粒界脆化が、1970年代にKamedaとMcMahonにより破壊力学試験を用いて詳細に調べられている。彼らは破壊の原因を粒界の凝集力低下すなわちDecohesionにあると推定したが、その当時はDecohesionが生じるかどうかは分かっていなかった。そこで第一原理計算によりDecohesionを計算し、そのデータを用いて破壊試験データの解析をするとよく整理できることが分かり、粒界破壊の局所破壊応力や破壊靭性値が凝集力低下によってよくコントロールされていることが示唆された。
-iron海老原 健一; 鈴土 知明
no journal, ,
原子炉圧力容器鋼の高経年化における脆化機構を理解するため粒界リン偏析はひとつの要因である。照射による粒界リン偏析を評価するためのレート理論モデルが開発されているが、粒界におけるリンの偏析機構が明確でないためそのモデルができていない。本研究では、リン原子の粒界への偏析機構を明確にするため、分子動力学によってリン原子の粒界への移動をシミュレーションし、またその結果を第一原理計算で検証した。その結果、粒界近傍で、リン原子とともに移動する空孔や自己格子間原子は粒界に吸収され、リン原子は置換型となることが分かった。さらに、リン原子と自己格子間原子の混合ダンベルの場合において、この現象は第一原理計算で確認された。なお、本発表は、[Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering 26(2018) 065005]の内容を詳細にまとめたものである。
