技術士の過去問
令和5年度（2023年）
基礎科目「材料・化学・バイオに関するもの」 問3

鉄の材料に関する出題です。多く出題されていますので、鉄に関しては特に対策をしておきましょう。

常温での固体の純鉄（Fe）の結晶構造は（　体心立方格子　）構造であり、α−Feと呼ばれ、磁性は（　強磁性体　）を示す。その他、常温で（　強磁性体　）を示す金属として（　コバルト　）がある。純鉄をある温度まで加熱すると、γ−Feへ相変態し、それに伴い（　収縮　）する。

鉄は立方体の中心と各頂点に原子中心が配置する構造をとる体心立方格子です。強磁性体は鉄、コバルト、ニッケルがあります。磁石にくっつくという一般的なものが強磁性体です。

一方常磁性体というのは磁界があれば磁気を帯びるという性質で、アルミニウムやナトリウムなどがあげられます。磁石を近づけるとわずかに引き合うのですが、通常の生活している感覚で磁石にくっつくというものではありません。

純鉄は加熱すると構造が変化し、立方体の各面に原子の中心が配置する構造の面心立方格子になります。面心立方格子は原子密度が高いため、構造的に収縮することになります。

金属等の固体材料に関する知識を問う問題です。

固体の純鉄の結晶構造は、体心立方構造であり、強磁性を示します（コバルトも強磁性を示す）。なお純鉄を加熱すると相変態し収縮します（以上からア～エの回答がわかります）。