耐火セラミックにおける滑り誘起亀裂鈍化の記述子【JST・京大機械翻訳】

Sangiovanni D. G.; Kraych A.; Mrovec M.; Salamania J.; Oden M.; Tasnadi F.; Abrikosov I. A.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202201068255902 整理番号：22P0297272

耐火セラミックにおける滑り誘起亀裂鈍化の記述子【JST・京大機械翻訳】

Descriptor for slip-induced crack-blunting in refractory ceramics

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発行年： 2022年03月01日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2023年09月17日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

耐火セラミックにおける脆性と塑性の間の競合を理解することは,破壊抵抗が強化された硬質材料の設計に重要である。窒化チタンセラミック[Int J Plast 27(2011)739]における転位活性による亀裂遮蔽の実験的観察に触発されて,Ti-N系における脆性と滑り誘起塑性の原因となる機構を同定するために包括的な原子論的研究を行った。最初に,著者らは,劈開(KIc)と転位放出(KIe)に対するGriffithとRiceの応力強度の密度汎関数理論結果に対する半経験的原子間ポテンシャル,および300と1200Kの間の温度での無欠陥および欠陥窒化チタン格子のab initio分子動力学機械的試験シミュレーションを検証した。計算したKIcとKIe値は,KIc<<KIeとして固有の脆性を示した。しかし,ナノスケールモデリングによるマクロスケールの機械的特性を確実に予測するKI制御分子静的シミュレーションは,滑り-塑性が亀裂の鋭さと/またはアニオン空孔の存在によって促進され得るというものである。引張を受けるノッチ付きTi-Nスーパーセルモデルの古典的分子動力学シミュレーションは,有限温度での脆性と塑性の間の競合の定性的理解を与える。亀裂成長はほとんどの場合発生するが,切欠き先端でのせん断応力の十分に急速な蓄積は,転位の核形成と放出による破壊を延ばすか,あるいは防止するかもしれない。さらに,欠陥のあるTi-N格子における亀裂進展に導く滑り誘起塑性を観察する確率は,元のTi-N結晶の理想的な引張/せん断強度比(I_plast)と相関することを示した。Iplast記述子は,有限温度で転位媒介塑性を介して亀裂を鈍化させるためのセラミックの能力をランク付けするために考慮されるべきであることを提案した。【JST・京大機械翻訳】

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金属の機械的性質

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