<理工共通>マテリアルサイエンス
理工学部 - 理工学部共通科目(08年次以降)
SCT61700
コース情報
担当教員: 高井 健一
単位数: 2
年度: 2024
学期: 春学期
曜限: 火1
形式: 対面授業
レベル: 200
アクティブラーニング: あり
他学部履修: 可
評価方法
出席状況
リアクションペーパー
定期試験
定期試験期間中
詳細情報
概要
マテリアル・サイエンスとは,金属材料,無機材料,有機材料の構造を評価,理解,制御し,その構造を材料の性質と結びつける基礎学問である。本講義では,前半で原子レベルの物質の構造や格子欠陥を理解し,後半ではマクロな平行状態図を解説する。機械・構造材料,機能性材料がこれらの基礎学問を基に開発され実用化されている実例を交えながら講義する。 カリキュラム・ポリシーである「物質の理解と材料・デバイスの創成」,「ものづくりとシステムの創造」を深く学修する。 Moodleにて講義資料,課題を配布し,学生は課題を解いて期限までにMoodleから提出する。
目標
・材料の基本的な結晶構造と方向・面の表し方を修得する。 ・各結晶構造における線密度,面密度,密度を計算でき,かつ,塑性変形との関係を理解する。 ・金属材料の塑性変形機構を原子レベルから理解する。 ・平衡状態図の読み方を理解し,各温度,各化学成分における合金の相,および割合の計算方法を習得する。 ・材料科学全般を理解し,ものづくりにおける材料選定・材料開発の基礎を修得できるようになる。 ディプロマ・ポリシーである「物質の理解と材料・デバイスの創成,ものづくりとシステムの創造に結びつく理工学を修得する」を目標とする。
授業外の学習
本講義では,自筆ノートと配布資料を利用し,講義後に復習すること。講義内容に関する理解を深めるため,および自身が内容を理解しているかの判断のため,毎回,課題が出題される。Moodle に掲載された課題に取り組み,毎回,翌週の月曜日17:00までに提出する。 ・自筆ノートと配布資料を整理し,講義後に復習する(100分程度) ・課題を解いて,Moodleを通して提出する(90 分程度)
所要時間: 190分
スケジュール
- マテリアル・サイエンスとは?
- 物質の構造:原子,分子の構造
- 物質の構造:原子結合(金属・イオン・共有結合,ファンデルワールス結合)
- 物質の構造:結晶構造(fcc,bcc,hcp),結晶方向,結晶面の表し方(Miller指数,Miller-Bravais指数)
- 線密度・面密度・密度の計算,すべり面,すべり方向,結晶構造の同定:ブラッグの回折条件
- 材料中の格子欠陥:点欠陥,線欠陥,面欠陥
- 刃状転位,らせん転位,転位のまわりの応力場,バーガースベクトル,コットレル効果
- 平衡状態図:1成分系平衡状態図
- 平衡状態図:2成分系平衡状態図
- 平衡状態図:全率固溶体型,2成分系平衡状態図におけるてこの関係
- 平衡状態図:共晶反応型
- 平衡状態図:共晶反応型
- 平衡状態図:包晶反応
- マテリアルサイエンスの総復習
教科書
使用無し
参考書
材料学
著者: 久保井徳洋
出版社: コロナ社
金属物理学序論
著者: 幸田成康
出版社: コロナ社
図でよくわかる機械材料学
著者: 渡辺義見,他
出版社: コロナ社