10.
結合様式の比較
材料科学（マテリアルサイエンス）参考資料
（１）結晶構造、格子欠陥について：
初級
・図でよくわかる機械材料 渡辺著（コロナ社）
・よくわかる工業材料： 鈴木著 （オーム社）
・材料学： 久保著 （コロナ社）
・機械の材料学入門： 吉岡著 （コロナ社）
・機械材料学： 平川著 （朝倉書店）
中級
・金属物理学序論： 幸田著 （コロナ社）
（２）状態図について：
・図解 合金状態図読本： 横山著 （オーム社）
・状態図と組織： 中江著 （八千代出版）
材料科学（マテリアルサイエンス）参考資料
（１）結晶構造、格子欠陥について：
初級
・図でよくわかる機械材料 渡辺著（コロナ社）
・よくわかる工業材料： 鈴木著 （オーム社）
・材料学： 久保著 （コロナ社）
・機械の材料学入門： 吉岡著 （コロナ社）
・機械材料学： 平川著 （朝倉書店）
中級
・金属物理学序論： 幸田著 （コロナ社）
（２）状態図について：
・図解 合金状態図読本： 横山著 （オーム社）
・状態図と組織： 中江著 （八千代出版）
結合様式 電気伝導性 機械的性質 熱伝導 光沢 融点
金属結合
イオン結合
高 延性大
中 低温でもろい
高温で少し延性 共有結合 低 硬く、もろい
水素結合、ファンデ
ルワールス結合 低 柔らかい
4 8 6
2
7 9
5 3
13 12 1014
3 7 11
2 8 4
hcp
bcc fcc
ｆｃｃとｈｃｐの違いは？
ｆｃｃとｈｃｐの違いは？
第 1 層
第 2 層 第 3 層
A B A
ｆｃｃ
第 1 層と同じ位置 ｈｃｐ 第 1 層と違う位置 A
B
C
B A
結晶方向の表示方法 結晶方向の表示方法
a 1
a 2 a 3
[1120]
[1210]
3
<0112>
{0001}
hcp
（
Ti,Mg）
12
<111>
{011}
bcc
（
Fe,Cr）
12
<011>
{111}
fcc
（
Al,Cu）
すべり系の数 すべり方向
すべり面 結晶構造
弾性・塑性変形とは？
弾性変形
（
elastic deformation)塑性変形
(plastic deformation)
（少しだけ元に戻るのは弾性変形の分）
引張応力による塑性変形（すべり）
引張応力による塑性変形（すべり）
外力 外力 外力 外力
ひずみ小 ひずみ小 ひずみ大 ひずみ大
変形帯 すべり線 すべり線
すべり線
ひずみ無し
ひずみ無し
置換型原子の大きさと格子ひずみ 置換型原子の大きさと格子ひずみ
（ a ）母結晶より 大きい不純物
（ a ）母結晶より 大きい不純物
（ b ）母結晶より 小さい不純物
（ b ）母結晶より 小さい不純物
（ c ）母結晶と 同じ大きさの 不純物
（ c ）母結晶と
同じ大きさの
不純物
刃状転位 らせん転位
転位記号“⊥”と転位線 転位記号“⊥”と転位線
余分な原子面
転位記号 転位線
余分な原子面は刃物を入れたよう になっているので刃状転位と呼ば れる
余分な原子面は刃物を入れたよう
になっているので刃状転位と呼ば
れる
すべり面上の原子の結合を１つずつ切ってゆく
変形方法 転位の消滅
(a) 余分な原子面を逆方向 から入れた場合の刃状転位 (a) 余分な原子面を逆方向 から入れた場合の刃状転位
(b) 逆向きの転位 のバーガース・ベ クトル
(b) 逆向きの転位 のバーガース・ベ クトル
正転位 正転位
負転位 負転位
10. 転位の消滅
動けない転位
（転位のピン止め）
動けない転位
（転位のピン止め）
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
矢印は転位の拡がる方向
矢印は転位の拡がる方向
純鉄の中では転位 は楽に動ける
純鉄の中では転位 は楽に動ける
(1) 固溶強化 (1) 固溶強化
(2) 析出強化 (2) 析出強化
(3) 転位強化 (3) 転位強化
(4) 結晶粒微細化 (4) 結晶粒微細化
C,N,Si V,Nb,Ti
Nb,Ti 添加
転位の絡み合い
転位 転位
転位
舗装道路 でこぼこ道
河原の道
結晶粒界
行き止まり 交通渋滞 析出物
14 ．金属の強化機構と転位の動き
