物質 無機材料工学 5年・通年・選択・学修2単位
担当教員 砂金 孝志 連絡先 
講義の概要 現在の先端技術は、材料の開発によって支えられているといっても過言ではない。ここでは、代表的な無機系材料である金属(前期)と、最近目覚ましい発展を遂げているセラミックス(後期)の基礎をできるだけ化学の言葉で平易に解説する。
到達目標 1.代表的な結晶構造、ミラー指数、状態図が理解できるようになること。
2.構造、状態図、バンド理論などを基に、金属やセラミックスの性質が理解できるようになること。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 1.金属の採取
 ・乾式製錬
鉱石から乾式製錬までを理解する。  
第2週  ・湿式製錬 湿式製錬を理解する。  
第3週 2.金属および合金
 ・結晶構造(1)
単位格子、七つの結晶系、ブラベ格子、ミラー指数などを理解する。  
第4週  ・結晶構造(2) 金属の最密充てん構造などを理解する。  
第5週  ・金属の融解、凝固 金属の融解、凝固、結晶粒の大きさなどについて理解する。  
第6週  ・塑性変形 結晶のすべり、転位の移動から塑性変形を理解する。  
第7週 (中間試験)  
第8週  ・金属の諸性質 金属の電気的性質、熱的性質を理解する。  
第9週  ・合金 二成分系合金の状態図を理解する。  
第10週  ・金属材料の強化 金属の強化法について理解する。  
第11週  ・鉄鋼材料と非鉄金属材料 鉄鋼材料と非鉄金属材料の種類と用途について理解する。  
第12週 3.腐食
 ・液中における金属の挙動
溶液中での金属の挙動を理解する。  
第13週  ・腐食機構 腐食の機構を理解する。  
第14週  ・腐食の形態 腐食の形態と防食技術について理解する。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
後期 第1週 1.序論
 ・セラミックスとは
セラミックスの定義、材料の中での位置付けなどを理解する。  
第2週 2.セラミックスの構造
 ・化学結合
イオン結合、共有結合などを理解する。  
第3週  ・配位数、結晶構造 配位数、イオンの充てん方式からみた結晶構造を理解する。  
第4週  ・焼結体構造 焼結体の構造などを理解する。  
第5週 3.セラミックスの反応
 ・製法
単結晶、粉体、薄膜の製法を理解する。  
第6週 4.セラミックスの物性
 ・熱的性質(1)
融点などの熱的性質を理解する。  
第7週 (中間試験)  
第8週  ・熱的性質(2) 熱伝導性や熱膨張率を理解する。  
第9週  ・絶縁体 バンド理論、価電子帯、伝導帯などを理解する。  
第10週  ・半導体(1) 真性半導体、n型半導体、p型半導体などを理解する。  
第11週  ・半導体(2) フェルミ準位、p-n接合、太陽電池、半導体レーザなどを理解する。  
第12週  ・誘電体(1) 誘電体の種類と誘電分極の機構を理解する。  
第13週  ・誘電体(2) 圧電体、焦電体、強誘電体について理解する。  
第14週  ・磁性体 強磁性体、反強磁性体、フェリ磁性体について理解する。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 A,Bに対応 達成項目本科イ)、ロ)に対応 JABEE
認定基準
(A-2),(B-1),(d)-(1),(d)-(2)-a)に対応
教科書・参考書 教科書:プリント、柳田博明 「セラミックスの化学」(丸善)
参考書:塩川二郎 「入門無機材料」(化学同人)
評価方法及び合格基準 成績の評価は、定期試験の成績90%、およびレポートの成績10%で行い、合計の成績が60点以上の者を合格とする。
学生への
メッセージ
興味をもった分野については、各自図書館などにある専門書でさらに勉強して下さい。
講義ノートの内容を見直し、理解不十分なところがあれば教科書やプリントで調べたり、教員に聞くなどして解決してください。課題が出された場合には、期限までに完成し提出してください。