多結晶材料の結晶粒を微細化すると結晶粒微細化強化によって降伏強度が増大すること、またその際、降伏強度が結晶粒径の-1/2乗に対して直線的に上昇するというホールペッチの関係が成立することはよく知られています。本研究室では、結晶粒を微細化するだけでなく、ホールペッチの関係の傾き（ホールペッチ係数）を高めることで「結晶粒微細化強化の効き方」を増大させることが材料の高強度化に繋がることに着目し、ホールペッチ係数に及ぼす溶質元素の粒界偏析（図1）、変形温度、粒界構造、異相粒界被覆などの影響を調査しています。同時に分子動力学シミュレーション（MD）を用いて、原子レベルでの転位と粒界の相互作用、粒界近傍での塑性変形挙動、それらに及ぼす固溶原子の影響に関する解析（図2）も行っています。
図１ 炭素（C）の粒界偏析量によって変化したホールペッチの関係
図２ パイルアップした転位によって剪断される鉄の粒界を表すMDシミュレーション結果
