材料科学第B(Materials Science B)
°奥居 徳昌 教授 鞠谷 雄士 教授 前学期 2−0−0
I 材料科学第二に引き続き,材料の基本的性質を理解するのに必要な構造・状態と物質の諸性質との関連について述べる。
II 1. 熱的・力学的性質など
材料科学実験第一(Materials Science Laboratory I)
°奥居 徳昌 教授 ほか 前学期 0−0−3
I 材料工学課程の学生を対象とし,材料の組織,構造及び物理,化学,機械的な性質の実験並びに実験に必須な基礎的技術の修得を目的とする。
II 1. 構造・組織・解析 2. 物理測定 3. 化学測定 4. 機械測定
テキスト使用。
材料科学実験第二(Materials Science Laboratory II)
°奥居 徳昌 教授 ほか 後学期 0−0−3
I 材料工学の研究に必須な,材料の構造解析,化学分析及び物性測定などの基礎的技術の基本の修得を目的とする。
II 1. 構造・組織・解析 2. 物理測定 3. 化学測定 4. 機械測定
テキスト使用。
情報処理概論演習(材)(Exercise on Information Processing(Materials Engineering Course))
°奥居 徳昌 教授 鞠谷 雄士 教授 前学期 0−2−0
I 材料工学を学ぶ学生にとって必要な情報処理の演習をワークステーションを用いて行う。
II FORTRAN言語によるプログラミング,デバッギング,実行を行う。
量子力学(材)(Quantum Mechanics Materials (Materials Engineering
Course))
°柴田 修一 教授 岡田 清 教授
前学期 2−0−0
I 量子論や原子構造等の量子力学の初歩を習得した学生に対して,(1)分子構造とそのエネルギー準位に関する講義,(2)分子の対称(群論)に関する講義を行う。無機化学,分光学,固体物理学などへの橋渡しとして,その量子力学的基礎を与える。
II 水素分子−イオン,2原子分子(1),2原子分子(2),多原子分子,バンド構造,対称要素,点群,群,表現,指標,基底,指標表など。
無機量子化学(Inorganic Computer Chemistry)
矢野 哲司 准教授 他1名未定 後学期 2−0−0
I すべての元素を対象とする無機化学の特質について,周期表と化学結合に基づいた元素や化合物の比較を通して各論別に論じる。また,量子化学及び動力学などの計算機科学の原理について概説し,それらの無機化学への応用について解説しながら,特質が発想される機構についての理解を深め,セラミックスの科学と工学に関する基礎を習得する。
II 1. 周期表による元素および化合物の化学,2. 計算機科学の基礎と応用,3. セラミックスの科学と工学の基礎となる固体化学
分光学(材)(Spectroscopy for Material Synthesis and Analysis)
°柴田 修一 教授 矢野 哲司 准教授 前学期 2−0−0
I 材料の合成,構造解析および物性評価に必要な分光学の基礎と応用について概説する。
II 振動分光,電子分光,磁気分光の代表的な手法。各測定原理や装置の概要。無機材料研究の具体例。
有機高分子化学(Introduction to Polymer Science)
坂井 悦郎 教授 前学期 2−0−0
I 高分子を専門としない材料工学系の学生を対象とした高分子化学の入門編であり,高分子の合成,物性および高分子材料の概要について学ぶ。
II 高分子の概要,高分子合成(重縮合,重付加・付加縮合),高分子合成(ラジカル重合,イオン重合),高分子の分子構造,高分子の固体構造,高分子の各種性質,成形加工,高性能・機能性材料など。
結晶化学(Crystal Chemistry)
°鶴見 敬章 教授 岡田 清 教授 後学期 2−0−0
I 本講義は,前期の固体物理学第1で学んだ結晶の対称性を基に,結晶における回折,構造因子,X線強度について解説した後,結晶構造を決める基本原理,無機化合物の典型結晶構造について解説する。
II X線の性質,回折−ラウエとブラッグの条件,多重度因子と吸収因子,ローレンツ・偏光因子,構造因子と消滅則,X線強度の計算法,化学結合による物質の分類,球の充填,ポーリングの法則,AX型化合物の構造,AX2型およびA2X3型化合物の構造,ペロブスカイト型,スピネル型構造,ケイ酸塩の構造,構造の不完全性(点欠陥,線欠陥,双晶)
非晶質体構造科学(Structural Science of Non-Crystalline Solids)
矢野 哲司 准教授 後学期 2−0−0
I 結晶のような周期的な原子配列を持たない構造をもつ非晶質固体について学ぶ。非晶質構造を形成する物質,およびそれらの構造と物性について,その作製方法を関連させて説明する。
II 物質の状態,アモルファスとガラス,ガラス転移,過冷却液体,非晶質の構造など。
材料数理科学(Mathematical Materials Science)
°安田 公一 准教授 他1名未定 前学期 2−0−0
I 固体物理学や連続体力学などの物性科学分野で使われる数学的諸概念や方法論について説明する。基礎工業数学第1,第2を履修していることが望ましい。
II 1. 微分方程式を作るということ 2. 連成振動系と固有値問題 3. テンソル代数と外積代数 4. 変分法とハミルトンの原理 5. 固有関数展開とフーリエ解析 6. 偏微分方程式とグリーン関数
固体物理学第1(Solid State Physics I)
°岡田 清 教授 鶴見 敬章 教授 前学期 2−0−0
I 本講義は,学部2年生を対象に固体物理学の基礎として,まず,結晶格子とその対称性(点群・空間群)の基本概念について述べ,その後,格子振動,格子比熱,結晶の熱的性質について解説する。
II 結晶とは,点格子とブラベ格子,実格子,結晶面指数と方向,逆格子及び実格子との関係,対称操作と対称要素,点群とステレオ投影,空間群,単原子格子の振動,原子格子の振動,格子振動の量子化,フォノンの運動量,アインシュタイン・モデル,格子比熱:デバイモデル,結晶における非調和相互作用(熱膨張),熱伝導率
固体物理学第2(Solid State Physics II)
柴田 修一 教授 後学期 2−0−0
I 固体物理学における半導体について,バンド構造を基にして,その電子物性の基礎と応用を講義する。
II 半導体発展の歴史,固体中の電子(固体のバンド理論,半導体の基礎),半導体作製技術,半導体の電気物性とP-n接合,P-n接合とバイポーラトランジスタ,電界効果トランジスタ(MOSFET),MOSと集積回路,計算機の進歩(分解と比較),光学の基礎知識,レーザーの基礎知識,発光素子,受光素子など。
固体物理学第3(Solid State Physics III)
°伊藤 満 教授 谷山 智康 准教授 前学期 2−0−0
I 無機材料工学を専門とする学生に必要な磁性と超伝導の基礎知識について解説する。また,必要とされる測定法についても言及する。
II 1. 原子の磁気とフントの規則,2. 常磁性とCurie則,3. 強磁性と交換相互作用,4. 反強磁性とフェリ磁性,5. 強磁性体の磁区構造,6. 核磁気共鳴,電子スピン共鳴,強磁性共鳴,7. マイスナー効果とロンドン方程式,8. 同位体効果と超伝導の原因
固体物理学第4(Solid State Physics IV)
鶴見 敬章 教授 後学期 2−0−0
I 無機材料工学を専門とする学生に必要な誘電物性,光学物性の基礎知識について解説する。また,物性評価法についても言及する。
II 1. 誘電体の電磁気学,2. 分極機構,3. 圧電性,4. 強誘電性,5. 誘電材料と応用,6. 誘電物性の評価法,7. マクスウェル方程式,8. 物質中の光波の伝搬,9. 電気光学効果,10. 非線形光学効果
連続体力学(Continuum Mechanics)
安田 公一 准教授 前学期 2−0−0
I 材料の力学物性を理解するための基礎となる連続体力学について解説する。一般材料力学を履修していることが望ましい。
II 1. テンソル解析 2. 応力テンソルと歪テンソル 3. 熱力学と構成方程式 4. 2次元弾性論 5. 塑性体・粘弾性体・流体
材料強度学(材)(Deformation and Fracture of Engineering Materials
(Materials Engineering Course))
°安田 公一 准教授 他1名未定 後学期 2−0−0
I 金属系,ポリマー系,セラミックス系の構造材料を横断的に眺め,構造材料の変形と破壊のメカニズムについて解説する。連続体力学を履修していることが望ましい。
II 1. 材料の変形と破壊のメカニズム 2.
材料強度と破壊靱性 3. 疲労強度と環境強度 4. 転位論とクリープ変形
熱力学(Themodynamics)
大門 正機 教授 前学期 2−0−0
I セラミックス材料を志す学生にとっても,熱力学は最重要な基礎科目である。熱力学の思考体系を概説するとともに,実用的に大切で,興味深い応用例を紹介する。そして,なによりも,熱力学を苦手とする学生を減らすことを目標とする。
II 各回のテーマは,状態量,熱力概論,相転移,熱分解,状態図,理想溶体,正則溶体,中間テスト,エクセル,G−組成曲線,格子欠陥,表面エネルギー,エリンガム図,速度論へ,などである。
統計力学(Statistical Mechanics)
°安田 公一 准教授 他1名未定 後学期 2−0−0
I 膨大な数の原子・分子から材料が構成されているという微視的な観点に立ち,統計的な考え方を用いて,材料の熱力学的諸性質について解説する。
II 1. 熱力学の基礎 2. 熱平衡系の古典統計力学 3. 正準集団と大正準集団 4. 熱平衡系の量子統計力学 5. 理想フェルミ気体と理想ボース気体
環境の科学(Science on Environmental Aspects)
°岡田 清 教授 坂井 悦郎 教授 後学期 2−0−0
I 地球規模および身の回りで見られる種々の環境問題とその環境保持や改善に関係するセラミックス材料について学ぶ。
II 大気環境,水質環境,土壌環境,セラミックス環境材料,環境問題と我が国の産業,環境対策技術,廃棄物,環境アセスメントなど。
電気化学(材)(Electrochemistry (Materals Engineering Course))
中島 章 准教授 前学期 2−0−0
材料科学に必要な電気化学の基礎事項について,特に電荷移動を中心に講義する。物質電気化学に関連した計測技術,工学技術,エネルギー変換についても解説する。講義内容は,「エネルギーと化学平衡」「標準電極電位」「電荷移動」「光電気化学」「ボルタンメトリー」「電解液」「固体電解質」「電池」「表面電気化学」等である。
界面化学(材)(Surface and Colloid Chemistry)
坂井 悦郎 教授 後学期 2−0−0
I 表面や界面現象およびコロイドの化学や応用に関する基礎的事項について理解することを目的としている。
II 界面現象,表面と界面,単分子膜,濡れ,吸着,界面活性剤,分散系,界面電気現象,高分子の作用など。
化学反応動力学(Kinetics of Chemical Reaction)
°田中 順三 教授 篠崎 和夫 准教授 後学期 2−0−0
I 化学反応の速度過程(動力学)について,化学反応速度の理論的な取り扱いを気体分子,溶液中の分子の反応を例に解説する。なお,固相反応の速度論に付いても簡単に触れるが,詳細は,「欠陥の動力学」において取扱う。
II 気体分子運動論の基礎,輸送・移動現象と拡散,反応速度の定義,気相・溶液反応の反応速度,反応機構の理論。
欠陥の動力学(Kinetics of Defect and Diffusion in Solid)
°田中 順三 教授 篠崎 和夫 准教授 前学期 2−0−0
I 無機材料の性質や製造プロセスを理解するのに必要な固体反応に関する動力学を体系的に整理し,欠陥,拡散,固相反応,焼結について述べる。単なる知識の習得ではなく,実験・研究や実際の現場で応用できるようにすることを第一に考えている。熱力学,化学反応動力学が学習しておくことが望ましい。
II 1. 格子欠陥 2. 拡散 3. 固相反応(固・気・固・液・固・固反応) 4. 焼結
セラミックス概論(Introduction to Ceramics )
°大門 正機 教授 櫻井 修 准教授 坂本 敏 非常勤講師
前学期 2−0−0
I セラミックス材料に関する基本的知識を学ぶ。日本セラミックス協会編の「はじめて学ぶセラミック化学」を教科書として使う。
II セラミックスの基礎科学(固体構造と物性,状態図,合成プロセス),各種のセラミックス(陶磁器,ガラス,セメント,ファインセラミックス)
セラミックプロセシング(Ceramic Processing)
篠崎 和夫 准教授 後学期 2−0−0
I 優れた機能を持ったバルクセラミックスを製造する上で,極めて重要なセラミックプロセッシングについて解説する。セラミックスの製造方法とそれを支える物理化学,表面化学等との関連についても説明する。また,薄膜製造プロセスについても簡単に言及する。
II 粉体合成の各種プロセス,粉体成形プロセス,焼結プロセス。
薄膜・単結晶プロセシング(Fundamentals of Single Crystal and Thin Film
Processing)
°篠崎 和夫 准教授 John David Baniecki 非常勤講師 前学期 2−0−0
I 酸化物,非酸化物などの単結晶育成および薄膜合成のプロセスを理解する。結晶成長の基礎理論を説明した後に,単結晶成長,薄膜育成について説明する。焼結体作成を意識したセラミックプロセシングに続く授業であり,同科目を履修していることが望ましい。
II 1. 結晶核生成と成長 2. 結晶成長速度論 3. 単結晶育成法 4. 薄膜成長理論 5. 物理的,化学的手法による薄膜成長
生体材料学(Biomaterial Science)
°田中 順三 教授 他1名未定 後学期 2−0−0
I 再生医療・低侵しゅう性治療などの最先端医療の現状と新しいバイオマテリアルについて紹介する。また,新材料開発のためのナノテクノロジー(自己組織化プロセス・バイオミネラリゼーション)の基礎について講義する。
II 骨・軟骨・神経・靱帯・ガン・生活習慣病を治療するための医療デバイスおよびバイオテクノロジー・バイオエレクトロニクス(診断装置・センサー)の原理について説明する。
技術者倫理(Engineering Ethics)
黒田 浩二 非常勤講師 後学期 1−0−0
I 科学技術者として直面する多くの倫理問題について,具体的な事例により理解をすることを目的としている。
II 1. モラル問題 2. リスクと安全 3. 部下の管理
セラミックス実験第一(Ceramics Laboratory I) SC:(H19選定)創造性育成科目
°櫻井 修 准教授 村田 浩 非常勤講師 大場 陽子 助教 亀島 欣一 助教
掛本 博文 助教 塩田 忠 助教 瀬川 浩代 助教 吉岡 朋彦 助教
前学期 0−0−4
I セラミックスに関する基礎的研究手法を習得する。セラミックス実験第二とともに年間を通じて行うので注意すること。
II 1. チタン酸バリウムの組成・組織と電気特性 2. ケイ酸ガラスの光学・熱・機械的性質の測定 3. オプション実験
セラミックス実験第二(Ceramics Laboratory II)
°櫻井 修 准教授 大場 陽子 助教 亀島 欣一 助教 掛本 博文 助教 塩田 忠 助教 瀬川 浩代 助教 吉岡 朋彦 助教 後学期 0−0−4
I セラミックスに関する基礎的研究手法を習得する。セラミックス実験第一とともに年間を通じて行うので注意すること。
II 実験項目についてはセラミックス実験第一を参照のこと。
セラミックス特定実験第一(Ceramics Limited Laboratory I)
°櫻井 修 准教授 村田 浩 非常勤講師 大場 陽子 助教 亀島 欣一 助教
掛本 博文 助教 塩田 忠 助教 瀬川 浩代 助教 吉岡 朋彦 助教
前学期 0−0−2
I セラミックスに関する基礎的研究手法を習得する。セラミックス特定実験第二とともに年間を通じて行うので注意すること。
II 1. チタン酸バリウムの組成・組織と電気特性 2. ケイ酸ガラスの光学・熱・機械的性質の測定 3. オプション実験
III 本講は理科教員免許を得ようとした者に対し,専門科目(地学実験)となっている。受講者を厳しく制限するので,開講前に担当教員の承諾を得ること。
セラミックス特定実験第二(Ceramics Limited Laboratory II)
°櫻井 修 准教授 大場 陽子 助教 亀島 欣一 助教 掛本 博文 助教 塩田 忠 助教 瀬川 浩代 助教 吉岡 朋彦 助教 後学期 0−0−2
I セラミックスに関する基礎的研究手法を習得する。セラミックス特定実験第一とともに年間を通じて行うので注意すること。
II 実験項目についてはセラミックス特定実験第一を参照のこと。
III 本講は理科教員免許を得ようとした者に対し,専門科目(物理学実験)となっている。受講者を厳しく制限するので,開講前に担当教員の承諾を得ること。
無機材料コロキウム(Colloquium on Ceramics)
各教員 前学期 0−1−0
I 卒業研究に関連する最近の知識を習得するとともに,専門の論文や参考書の理解力や専門英語の習得並びに発表能力や討論の訓練を行う。
II 論文や参考書の選定は教員が指導する。