日本国立物质·材料研究机构（NIMS）近日宣布，其相关研究团队已经开发出能够精确到原子水平的高精度预测出耐热钢内部碳化物以何种结晶结构实现稳定性的模型。由于钢铁内部碳化物对于高温下的蠕变特性有影响，因此期待使用本次开发的模型作为开发火力发电厂等高温环境下长时间使用的耐热钢新品种时的工具。

耐热钢的高温蠕变特性大致由在几十到几百微米级的结晶晶界析出的几十到几百微米级的碳化物决定。但传统的模型（完全占有模型）仅将成分信息作为参数，无法对碳化物在约600-800℃的高温下以何种结晶结构稳定存在做出正确的评价。

上述研究团队开发的新模型不仅包括成分信息，还采用了调查以栅格状的各元素如何排列作为函数的“部分占有模型”，并结合基于第一原理计算和统计力学方法的自由能计算法进行分析。从而发现了以往模型未能找出的高温下稳定存在的结晶相。另外，还采用了以原子团簇的电子状态为单位获取“超级离子形态学”的思路，明确了通过特定元素优先占有团簇上的特定栅格，各团簇保持稳定性，并以该团簇为单位相互拥有正负电荷决定碳化物的稳定性。

（孟群）