アルミニウム－ニオブ－チタン－ジルコニウム－バナジウム難熔多主元素合金における強度－延性相乗効果を実現するバナジウム媒介格子歪み制御

難熔多主元素合金（RMPEA）は、その卓越した高温強度、耐摩耗性、耐放射線性、熱安定性により、航空宇宙、原子力、石油化学産業への応用に大きな可能性を示しています。しかし、組成設計によって強度と延性の最適なバランスを達成することは、この材料群にとって依然として重要な課題です。本研究では、実験技術と第一原理計算を組み合わせて、系列のAl 2.5 Nb 17.5 Ti 50 Zr 30- x V x ( x =0, 10, 20, 30 原子%)合金を設計・作製しました。バナジウム（V）がジルコニウム（Zr）に置換することによる微細構造の進展、機械的性質、電子構造への影響を系統的に調査し、Vが格子歪みによって強度と延性のバランスをどのように変化させるかの微視的メカニズムを明らかにしました。実験結果では、全ての合金が単一相のBCC固溶体構造を維持し、室温での冷間圧延により80％以上の変形が達成されました。適切なVのZr置換は格子歪みと固溶強化を調整し、降伏強度を633 MPaから719 MPaに増加させる一方で、室温での優れた延性（破断伸び>20％）を維持しました。第一原理計算は、VのZr置換により格子歪みが減少し、合金の弾性率が向上することを確認しました。本研究で提案するV調整戦略は、RMPEAにおける強度と延性の相乗的最適化に理論的基盤を提供します。