研究内容
研究室について
藤居・雷研究室は2023 年度から新たな連携体制で始動しました．研究室では，学生の自主性を尊重し，自らの思考力と問題解決能力が発揮できることを大切にしています．特に，研究開始にあたっては，先行研究を丁寧に調査すること，それらを理解して自らの立ち位置でオリジナルの研究が展開できるように心がけています．
| ・金属材料の繰り返し変形に伴う転位組織の発達過程（藤居・宮澤） 金属材料を繰り返し変形すると，材料内部には図１のような転位組織が形成されます．これら転位組織は，材料に与える応力振幅やひずみ振幅の大きさに依存するとともに，繰り返し変形の進行に伴って発達していきます．しかし，その形成・発達機構には未解明な部分が残っています．Cu 単結晶において複数のすべり系が働いた場合に形成される転位組織( 図３) などはその一例です．このような転位組織の形成・発達機構の究明を目的として，最新の超高圧走査透過型電子顕微鏡を用いた組織観察とその解析を進めています． |
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| ・格子欠陥の力学解析（雷） 材料関係の産業界において，転位や回位など格子欠陥（図4）の制御は材料の強化または新奇な機能創出を行う場合，避けて通ることのできない重要な問題です．本研究では知見の整理・概念の統合・理論の精緻化により，実験結果に矛盾しない格子欠陥理論を構築することを目指しています． |
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| ・銅合金の微細組織と各種特性（藤居・宮澤） スマートフォンやテレビなどの電気・電子機器に用いられる配線用銅合金には，高い強度とともに高い導電性が求められます．高強度化のためには，銅に異種元素を添加し，熱処理による析出強化を行います．しかし，一般に，材料強化のための異種元素添加は導電性低下を招きます．この問題を解決すべく，熱力学や相平衡論に基づく材料組織制御の手法を探求しています．また，巨大ひずみ加工による結晶粒超微細化に着目し，複数の強化機構の重ね合わせによる強度- 延性バランスの最適化や組織の熱的安定性向上にも挑戦しています． |
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| ・キリガミに基づくナノ構造の形態設計に関する数理解析（雷） 規則的な二次元ナノスケール構造体に部分的に導入された格子欠陥構造（回位）は，構造体全体の形を曲面に変化させる形態形成能があります．本研究では，ナノ構造の形態設計や創成の方法論にオリガミ・キリガミを応用した新しい視点を取り入れ，図5 に示すように機能性を有する曲面を設計しています．図6 の構造における力学モデルと図7 の形状における幾何学モデルに基づく計算機実験として，グラフェンシートを対象に，ナノ構造体の数理解析を進めています． |
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| ・マグネシウム合金のキンク形成とキンク強化（藤居・宮澤） シンクロ型長周期積層構造(LPSO) をもつマグネシウム合金は，加工によってキンク変形し，キンクの形成に伴って著しく強度が増すことが知られています．合金内でどのようにキンクが形成され，なぜキンク導入によって合金強化されるかは，ここ数年で明らかになったことがあるものの，未解明の部分も残されています．マグネシウム合金におけるキンク形成とキンク強化が実験と理論の両面で解明されれば，マグネシウム合金に限らず，他の合金，さらには，有機材料や無機材料にも応用可能な新たな材料強化手法を生み出せる可能性があります． |
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| ・ナノ積層構造体における変形メカニズムに関する分子動力学解析（雷） ナノ積層構造体（図9）は材料工学や物性物理学の分野で急速に注目を集めています．本研究では分子レベルにおける精緻なナノ構造，機能をマクロレベルの材料の構造，機能に繋げる方策を探るため，幾何学および分子動力学シミュレーションによる原子構造情報から，積層構造体の変形メカニズムに関する研究を進めています． |
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東京科学大学 物質理工学院研究室紹介 東京科学大学物質理工学院材料系研究室紹介#1 (藤居研究室は3:43から) |
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