| １． |
授業目標 |
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材料科学の重要な専門用語の意味が分かるようになり、材料科学の基礎的な概念が理解できるようになることが学習目標です。機械設計者のように材料を選択し、利用する仕事に就く人の場合は、材料の専門家の言うことが理解できるようになります。また、新しい材料の開発にかかわる仕事に就く人の場合は、材料科学の基礎を広く、浅く把握することができ、材料科学の各論に進みやすくなります。
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| ２． |
授業概要 |
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材料科学は超高層ビルから自動車、航空機、ロケット、人工衛星、さらには携帯電話、LSIまで関係した幅広い分野を扱います。物質が気体、液体、固体へと相変態することは、すべてに共通している現象です。物質の共通性と特異性を理解することによって、材料科学は発展してきました。材料科学を理解すには、結晶の話と状態図の話を理解することが重要です。状態図は熱力学を基礎にして、物質の状態をマップとして表したものです。なぜさまざまな物質が創り出され、利用されいるのか、そのヒントは状態図の利用にあります。さらに、物質は拡散という現象によって移動します。拡散によって物質が移動し、最も安定な形にたどり着きます。このような材料科学の不思議を講義します。
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| ３． |
準備学習 |
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WebCTで講義内容を公開しますから、予習と復習をしてください。関連する科学技術用語については、事前に調べておいてください。
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| ４． |
授業計画 |
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固体の構造から出発し、材料学で必要な状態図について理解します。
【第１回】 材料科学へのイントロダクション
【第２回】 固体の構造１：電子配置、各原子の電子構造
【第３回】 固体の構造２：イオン結合、共有結合、金属結合
【第４回】 固体の構造３：結晶構造と結晶欠陥
【第５回】 物質の三態（気相、液相、固相）と相律：1成分系の状態図（圧力－温度の図）
【第６回】 熱力学概説（熱力学第一法則と熱力学第二法則）
【第７回】 化学ポテンシャルと平衡の概念
【第８回】 溶体（A-B二元系）：混合の自由エネルギーと理想溶体
【第８回】 二元系平衡状態図とてこの法則：全率固溶の状態図と自由エネルギーの関係
【第９回】 共晶・共析型平衡状態図：共晶型状態図と自由エネルギーの関係
【第10回】 Fe-C系平衡状態図：複雑な状態図から読み取れること
【第11回】 固体中の拡散：拡散とは物質が移動する現象
【第12回】 フィックの第一法則：濃度の差が拡散の駆動力
【第13回】 フィックの第二法則：時間と場所による濃度の変化
【第14回】 析出と時効：航空機に用いられるジュラルミンについて
【第15回】 定期試験とまとめ
授業は１５回行い、途中で、数回の演習問題を与えるます。
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成績評価の方法、基準 |
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定期試験と授業中に出す習問題の提出状況で評価します。
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使用テキスト及び使用教材 |
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教科書：柳沢平・吉田総仁著「材料科学の基礎・新訂版」共立出版
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| ７． |
その他 |
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Web-CTによる授業内容の公開。
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