육방정계(Hexagonal close-packed, HCP)

육방정계(Hexagonal close-packed, HCP) 구조

HCP는 Hexagonal close-packed의 약자로, 이 구조에서 원자는 밀집된 육각 격자로 배열되며 각 원자 또는 이온은 12개의 가장 가까운 이웃으로 둘러싸여 밀집된 배열을 형성합니다. HCP 구조는 일련의 밀집된 육각형 레이어로 시각화할 수 있으며, 각 레이어는 c축(육각형 평면에 수직인 방향)을 따라 원자 간 간격 거리의 절반만큼 오프셋됩니다. 결과 구조는 육각형 프리즘 단위 셀을 생성하는 교대로 밀집된 층의 스택입니다.

HCP structure [1]

FCC(face-centered cubic) 및 BCC(body-centered cubic)와 같은 결정 구조와 달리 cubic 구조가 아니고 c축의 단위 셀 길이가 a에 비해 더 길다. 그 결과 HCP 구조를 가진 재료에 있어서 고유한 기계적 및 물리적 특성이 생깁니다.

 

HCP와 FCC의 적층 순서 (stacking sequence) 차이

FCC(face-centered cubic)에서 적층 순서는 ABCABCABC...이며, 여기서 각 층은 ABC 패턴으로 3개의 밀집된 원자 평면을 적층하여 형성됩니다. HCP의 경우 FCC와 달리 조밀면의 쌓이는 순서 (stacking sequence)가 ABABAB의 순으로 이루어 집니다. FCC와 HCP의 적층 순서의 차이는 결정 구조의 차이로 인해 발생합니다. FCC에서 스태킹 시퀀스는 3개의 밀집 평면을 포함하는 반면, HCP에서 스태킹 시퀀스는 서로에 대해 이동된 2개의 밀집 평면을 포함합니다.

HCP stacking sequence [1]

 

FCC stacking sequence [1]

HCP 구조는 정육각형을 밑면으로 하는 밀집 결정 구조입니다. 그것은 조밀하게 채워진 육각형 층으로 구성되며 각 층은 c축을 따라 원자 간 간격 거리의 절반만큼 오프셋됩니다.

 

참고문헌

[1] William D. Callister Jr., David G. Rethwisch, Materials Science and Engineering