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最終更新 2026-10-28

体心立方格子とは(BCC)

Body-Centered Cubic (BCC)

体心立方格子(BCC)とは、立方体の8つの角と中心に原子が並んだ結晶構造です。単位格子の原子数は2個、配位数は8、充填率は約68%で、面心立方格子より少しすき間があります。鉄・タングステン・モリブデンなど融点の高い金属が多く、半導体ではタングステンのコンタクトなどに使われます。

目次6項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 関連用語
  5. 比較・違いを学ぶ
  6. 出典・参考資料

定義・解説

体心立方格子(BCC:Body-Centered Cubic)とは、立方体の8つの角と、立方体の中心に1個の原子が並んだ結晶の構造です。単位格子に含まれる原子の数は、角の原子が1/8×8=1個、中心の原子が1個で、合計2個です。配位数は8で、充填率は約68%と、面心立方格子(約74%)より少しすき間が多い構造です。

体心立方格子をとる金属には、室温の鉄(α鉄)、タングステン、モリブデン、クロム、バナジウム、ナトリウムなどがあります。高い融点を持つ金属が多く、半導体では、コンタクトの穴を埋めるタングステンや、次世代の配線材料として研究されているモリブデンがこの構造です。

体心立方格子の金属は、温度が下がると急にもろくなる性質(低温脆性)を持つものが多いことや、原子の面の並び方が面心立方格子と違うため、変形のしかたが異なることが特徴です。タングステンには、体心立方のα相のほかに、薄い膜を作ったときに現れる抵抗の高いβ相があり、配線の抵抗を下げるために、膜の作り方でα相になるよう制御します。

図解

体心立方格子と面心立方格子を、原子の位置・原子数・配位数・充填率・代表的な金属で比較した表

図をタップで2倍に拡大

体心立方格子は高融点の金属に多い。

よくある質問(FAQ)

体心立方格子の充填率はどうやって求めますか?
立方体の対角線上で、角の原子と中心の原子が接しているため、原子の半径をrとすると対角線の長さは4r、立方体の一辺は4r/√3になります。原子2個分の体積を立方体の体積で割ると、√3π/8≒0.68、つまり約68%になります。
体心立方格子と面心立方格子の違いは何ですか?
体心立方格子は角と中心に原子があり、原子数2個・配位数8・充填率約68%です。面心立方格子は角と面の中心に原子があり、原子数4個・配位数12・充填率約74%で、より密に詰まっています。銅やアルミニウムは面心立方、タングステンや鉄は体心立方です。

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比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. 室蘭工業大学 亀川厚則「セラミックス材料学2019(3回目) 配位数と結晶構造」(2026/10/28 確認)