Letter 工学：金属固化時のダイラタンシー挙動をみせる剪断帯 2007年1月4日 Nature 445, 7123 doi: 10.1038/nature05426 密な粉粒体は剪断に対して膨張し、粉粒体を構成する固体、液体および気体とは異なる挙動を示すことがある。粉粒体の物理学的性質を適用することで、雪崩、地質断層、ホッパーやサイロ内の流れ、および土質力学に関する解明が進んだ。金属合金が等軸固化する間には、さまざまな固体片が存在し、その微細構造は液体で飽和した幾何学的に密で不規則な結晶集合体からなる。したがって、そのような微細構造が粉粒体のように変形するのか、またそれが固化処理とどのように関連するのかという疑問が当然生じてくる。今回我々は、部分的に固化した合金が、レイノルズのダイラタンシーや平均結晶幅の7〜18倍のダイラタンシー挙動をみせる剪断帯におけるひずみ局所化など、非粘性粉粒体の特徴を呈することがあるのを明らかにする。また、米国経済だけで73億ドル以上の寄与がある世界的産業であり、携帯電話カバーや自動車ハンドルなどの製品製造に用いられるAl合金やMg合金の高圧ダイキャスト過程での欠陥形成にこの挙動が重要であることを示す。もっと広い見地からすると、これらの研究結果は、粉粒体力学で開発された原理やモデリング法を固化処理の分野に応用できる可能性をはっきりさせており、これらの分野間のさらなる相乗効果を探索し活用することによって得られると思われる利益をも示している。 Full Text PDF 目次へ戻る
