状態図とてこの規則
炭素の最大固溶限が、α鉄(約0.022 wt%)よりγ鉄(約2.14 wt%)のほうがはるかに大きい主な理由はどれか。
- Aγ鉄はBCCのα鉄より充填率が低く、すき間の総体積が大きいから
- Bγ鉄では、炭素が侵入型ではなく、鉄原子を置換して固溶するから
- CFCCのγ鉄の八面体位置のすき間が、BCCのどのすき間よりも大きいから
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正解：C. FCCのγ鉄の八面体位置のすき間が、BCCのどのすき間よりも大きいから
炭素は鉄の格子間位置に入る侵入型の元素です。FCCのγ鉄の八面体位置に入る球の半径は鉄原子の半径の約0.41倍あるのに対し、BCCのα鉄では最も大きい四面体位置でも約0.29倍、八面体位置は約0.15倍しかありません。そのためγ鉄のほうが炭素を小さなゆがみで収容できます。充填率はFCCのほうが約0.74と高く、すき間の総体積はむしろ充填率の低いBCC(充填率 約0.68)のほうが大きいので、充填率を理由とするのは逆です。BCCではすき間が多数の小さな穴に分かれていることが効いています。炭素は置換型ではなく侵入型で固溶します。