写真のＢの問題について質問します補足に載せますような回答だったのですが、最密構造と言われた時に面心

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写真のＢの問題について質問します
補足に載せますような回答だったのですが、最密構造と言われた時に面心立方格子の対角線ではなくて普通に縦の方向のように充填されてアルミニウムが並んでいると考えることはできないのでしょうか？
よろしくお願いします

むらさめ · Accepted Answer

>fccとhcp は見る方向さえ変えれば同じものということではないのでしょうか？
違います。Wikiのリンクの図です↓。

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a7/Close_packing_box.svg

格子面の積層の仕方が違い、そのため単位格子の種類も違ってきますし、金属材料の機械的な物性にも影響してきます。

これを理解しないと、金属材料系の学部で必修単位が取れないような基本的な部分ですね。
高校あたりの先生が厳密に理解して教えているかどうかは判らないです。結晶構造と物性の関係は高校では議論しませんから。
実際にピンポン玉でもパチンコ玉でも並べて接着剤でくっつけて作ってみると違いを理解するのが早まるのですが…私が学生の時は恩師がピンポン玉の格子面を持ってきて何度も見せられました。

押さえておかなければいけないことは、
･fccとhcpは同じ最密充填構造である。最密充填なので格子面の面間距離や格子の密度は同じであること。
･単位格子はfccとhcpでは異なること。
･fccの金属、アルミや銅、金、銀、鉛　等はこの構造由来のため良い延性･展性を示す。
･hcpの金属、チタンや亜鉛はfccよりも加工性が悪い(延性･展性が劣る)。

fccの金属の方が一般的で、ステンレス鋼などでもオーステナイト系ステンレスがfccなので、まずこちらをしっかりと覚えることですかね。

むらさめ · Answer

アルミニウムはfcc構造です。展性延性がよく薄膜であるアルミ箔など容易に加工できるなど結晶構造の特性がよく現れていますね。
hcp構造は格子面の積層の仕方により格子が滑る方向が少なくなってしまい、bcc構造と同程度の滑り方向しか存在しなくなります。
機械的な物性が変化してきます。

上記の問題はfccの格子面の積層の仕方を覚えること、その中で単位格子のイメージをつかむこと、実際に格子面の距離を計算してみることだと考えます。

むらさめ · Answer

下の写真の左側の図の上下の図が最密充填格子である面心立方構造の格子面の積層の仕方です。
単位格子としては、下の図のように考えて面心立方構造と呼んでいるのです。
そして面心立方格子が最密充填であることを理解するためには、単位格子(立方構造で)の対角線による面の積層を考える必要があるということです。

見る方向によって最密構造になるとかならないとかはないです。
格子(原子)の配列仕方で、最密充填構造になるかならないかで、最密充填構造の格子構造はfccとhcpの2種類しかなく、格子面の積層の仕方が違うだけです。
これは19世紀のフランスの物理学者のブラベが単位格子の種類が14種しかないことを示し、その中で最密充填構造の一つとして下の写真の下図のfccが存在することを示したことからですね。
同じ最密充填構造であるhcpでは格子面の積層の仕方が、fccのABCABCではなく、ABABABであるのでこちらは格子面や単位格子を縦方向で観ているといえば観ていますね。
但し、fccもhcpも最密充填構造であるけれど、積層の仕方で機械的な物性が大きく違うので混同は絶対に出来ないです。

>普通に縦の方向のように充填されてアルミニウムが並んでいると考えること
はしません。単位格子の大きさが無駄に大きくなるのでその考え方はしないです。

上の問題は格子面の距離を求めることによって、fccが最密充填構造であることを理解するための問題ですので、
見る方向を変えることは、ブラベの単位格子の定義自体を否定することになるので有り得ません。

むらさめ · Answer

出来ないです。
最密充填構造を考える上で、縦の方向で並んだ格子点の場合、最も近い格子点ではなく2番目に近い格子点になってしまいます。
問題は、fccの格子面同士距離を求めることなので回答のような答えになります。

この格子面同士の重なり方がアルミニウムの機械的な物性に影響を及ぼしていて、延性･展性に優れていることの特徴に関係してくるので、
このような格子面の距離の計算や積み重なりは重要になってきます。
同じ最密重点構造のhcpとは似た積み重なりで、格子面同士の距離は同じなのですが、物性が異なってくることになるので重要な部分ですね。

結晶の格子構造の違いは、金属の物性や相転移を学ぶ上では重要な基礎となる部分なります。

写真のＢの問題について質問します 補足に載せますような回答だったのですが、最密構造と言われた時に面心

>fccとhcp は見る方向さえ変えれば同じものということではないのでしょうか？

アルミニウムはfcc構造です。

下の写真の左側の図の上下の図が最密充填格子である面心立方構造の格子面の積層の仕方です。

出来ないです。

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