(S052-1)BCC-Fe における炭素位置と軸比·磁気モーメントに及ぼす炭素の効果の第一原理計算

摘要

炭素を添加することにより材料の機械的性質や磁気的性質は大きく変化するため、構造材料·機能材料の材料特性改善において炭素は重要な役割を果たしてきた。そして炭素鋼の焼入によって生成するマルテンサイト相は材料特性に大きな影響を及ぼす重要な組織であるためfcc-Fe 或いはbcc-Fe 中における炭素原子の配列やマルテンサイトの軸比(c/a)に関してこれまで非常に多くの研究がなされてきた。また、形状記憶特性の向上のため炭素が添加された[1,2]。さらに最近では磁場中相変態において炭素が関連すると思われる新しい現象が色々観察された[3]。このように材料組織制御や特性向上において炭素は極めて重要な役割を果たしてきた。そこで本研究ではbcc-Fe に固溶した炭素の役割と種々の物性に及ぼす影響を第一原理計算を用いて明らかにすることを目的として、bcc-Fe 中における炭素位置、bcc-Fe の軸比と磁気モーメントに及ぼす炭素の影響を計算し、これまでの実験結果を計算でどの程度再現できるか、また電子論的な解釈がどの程度可能か検討した。