金属物理学1

学習内容の到達目標 設定
 
(1)材料システム工学入門 (2)基礎材料化学 (2)材料システム実験1 (3)機械加工学 (3)材料組織学 (3)材料力学 (3)専門基礎(材料システム工学) (3)材料化学1 (3)物理化学1 (3)セラミックス材料学1
金属の構造(材料物性)
金属の一般的な性質について説明できる。 4 2 0 0 0 0 2 2 0 0 0
原子の結合の種類および結合力や物質の例など特徴について説明できる。 4 1 2 0 0 0 0 2 0 0 4
結晶構造の特徴の観点から、純金属、合金や化合物の性質を説明できる。 4 1 0 0 0 0 0 2 0 0 0
原子の構造と周期律(材料物性)
陽子・中性子・電子からなる原子の構造について説明できる。 4 1 3 0 0 0 0 0 0 0 4
ボーアの水素原子模型を用いて、エネルギー準位を説明できる。 4 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0
4つの量子数を用いて量子状態を記述して、電子殻や占有する電子数などを説明できる。 4 1 3 0 0 0 0 0 0 0 0
周期表の元素配列に対して、電子配置や各族および周期毎の物性の特徴を関連付けられる。 4 1 2 0 0 0 0 0 0 0 4
固体の構造(材料物性)
結晶系の種類、14種のブラベー格子について説明できる。 4 1 0 0 0 0 0 2 0 0 4
ミラー指数を用いて格子方位と格子面を記述できる。 4 1 0 0 0 0 0 2 0 0 0
代表的な結晶構造の原子配置を描き、充填率の計算ができる。 4 1 0 0 0 0 0 2 0 0 4
X線回折法を用いて結晶構造の解析に応用することができる。 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
量子力学の基礎(材料物性)
電子が持つ粒子性と波動性について、現象を例に挙げ、式を用いて説明できる。 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0
量子力学的観点から電気伝導などの現象を説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
半導体(材料物性)
不純物半導体のエネルギーバンドと不純物準位を描き、伝導機構について説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
真性半導体の伝導機構について説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
鉄と鋼(金属材料)
製銑および製鋼工程について、原料ならびに主設備、主な炉内反応を説明できる。 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
純鉄の組織と変態について、結晶構造を含めて説明できる。 0 1 0 0 0 4 0 1 0 0 0
炭素鋼の状態図を用いて標準組織および機械的性質を説明できる。 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
炭素鋼の熱処理(金属材料)
炭素鋼の焼なましと焼ならしについて冷却速度の違いに依存した機械的性質の変化を説明できる。 4 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
炭素鋼の恒温変態(T.T.T.)曲線と連続冷却変態(C.C.T.)曲線の読み方とこれらの相違を説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
炭素鋼の焼入れの目的と得られる組織、焼入れによる機械的性質の変化を説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
焼入れた炭素鋼の焼戻しの目的とその過程に関する知識を活用し、焼入れ焼き戻しによる機械的性質の変化を説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
合金鋼(金属材料)
合金鋼の状態図の読み方を利用して炭化物の種類や析出挙動を説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
合金鋼の添加元素と機械的性質に関する知識を利用して、合金鋼の用途を選択できる。 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
鋳鉄(金属材料)
状態図を用いて、鋳鉄の性質および組織について説明できる。 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
銅および銅合金(金属材料)
純銅の強度的特徴、物理的、化学的性質について説明できる。 4 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
黄銅や青銅について、その成分および特徴を理解し、適切な合金を応用できる。 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
アルミニウムとその合金(金属材料)
アルミニウムの強度的特徴、物理的・化学的性質について説明できる。 4 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
鋳造用・展伸用アルミニウムについて、その成分や熱処理による組織学的変化の観点から適切な合金を応用できる。 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
原子の構造(無機材料)
原子の構成粒子を理解し、原子番号、質量数、同位体について説明できる。 4 0 4 0 0 0 0 1 0 0 4
原子の電子配置と周期律(無機材料)
パウリの排他原理、軌道のエネルギー準位、フントの規則から電子の配置を示すことができる。 0 0 0 0 0 0 0 1 4 0 0
価電子について理解し、希ガス構造やイオンの生成について説明できる。 0 0 4 0 0 0 0 1 4 0 4
元素の周期律を理解し、典型元素や遷移元素の一般的な性質について説明できる。 0 0 4 0 0 0 0 1 4 0 4
イオン化エネルギー、電子親和力、電気陰性度について説明できる。 0 0 4 0 0 0 0 1 4 0 4
化学結合と分子の構造(無機材料)
化学結合の初期理論としてのオクテット則(八隅説)により電子配置をルイス構造で示すことができる。 0 0 0 0 0 0 0 1 4 0 0
原子価結合法により、共有結合を説明できる。 4 0 4 0 0 0 0 1 4 0 4
イオン結合の形成と特徴について理解できる。 4 0 4 0 0 0 0 1 4 0 4
金属結合の形成と特徴について理解できる。 4 0 4 0 0 0 0 1 0 0 0
結晶構造と格子(無機材料)
結晶の充填構造・充填率・イオン半径比などの基本的な計算ができる。 4 0 4 0 0 0 0 1 0 0 4
酸化還元反応(無機材料)
酸化還元の知識を用いて酸化還元の反応式から酸化剤、還元剤の濃度等の計算ができる。 0 0 4 0 0 0 0 1 0 0 0
イオン化傾向と電池の電極および代表的な電池について説明できる。 0 0 3 0 0 0 0 1 0 0 0
電気分解に関する知識を用いてファラデーの法則の計算ができる。 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
無機物質(無機材料)
代表的な非金属元素の単体と化合物の性質を説明できる。 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 4
代表的な金属元素の単体と化合物の性質を説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
無機材料各論(無機材料)
セラミックス、金属材料、炭素材料、複合材料等、無機材料の用途・製法・構造等について説明できる。 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 3
単結晶化、焼結、薄膜化、微粒子化、多孔質化などに必要な材料合成法について説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
格子欠陥(材料組織)
点欠陥である空孔、格子間原子、置換原子などを区別して説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
線欠陥である刃状転位とらせん転位を理解し、変形機構と関連して説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
面欠陥である積層欠陥について説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
物質の状態と平衡条件(材料組織)
物質系の平衡状態について、安定状態、準安定状態、不安定状態を説明できる。 0 0 0 0 0 4 0 1 0 0 0
ギブスの相律から自由度を求めて系の自由度を説明できる。 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0
1成分系状態図(材料組織)
純金属の凝固過程での過冷却状態、核生成、結晶粒成長の各段階について説明できる。 4 0 0 0 0 4 0 1 0 0 0
2成分系状態図(材料組織)
2元系平衡状態図上で、てこの原理を用いて、各相の割合を計算できる。 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0
全率固溶体型の状態図を、自由エネルギー曲線と関連させて説明できる。 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0
共晶型反応の状態図を用いて、一般的な共晶組織の形成過程について説明できる。 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0
包晶型反応の状態図を用いて、一般的な包晶組織の形成過程について説明できる。 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0
変形と強度(材料組織)
弾性変形の変形様式の特徴、フックの法則について説明できる。 4 1 0 0 0 0 4 1 0 0 0
塑性変形におけるすべり変形と双晶変形の特徴について説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
刃状転位とらせん転位ならびに塑性変形における転位の働きを説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
降伏現象ならびに応力-歪み曲線から降伏点を求めることができる。 4 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
加工硬化、固溶硬化、析出硬化、分散硬化の原理を説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
拡散(材料組織)
格子間原子型および原子空孔型の拡散機構を説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
拡散係数の物理的意味を説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
回復と再結晶(材料組織)
回復機構および回復に伴う諸特性の変化を説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
再結晶粒の核生成機構および優先核生成場所を説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
再結晶粒の成長機構を説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
相変態(材料組織)
自由エネルギーの変化を利用して、相変態について説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
共析変態で生じる組織を描き、相変態過程を説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
マルテンサイト変態について結晶学的観点からの相変態の特徴を説明できる。 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
第一法則(物理化学)
熱力学第一法則と内部エネルギーの概念を説明できる。 0 0 3 0 0 0 0 0 0 4 0
内部エネルギー、熱、仕事の符号の規則を説明でき、膨張の仕事を計算できる。 0 0 3 0 0 0 0 0 0 4 0
エンタルピーの定義およびエンタルピーが状態量であることを説明できる。 0 0 3 0 0 0 0 0 0 4 0
断熱変化に伴う温度変化を計算できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0
標準生成エンタルピーの物理的意味を理解し、反応エンタルピーを計算できる。 0 0 3 0 0 0 0 0 0 4 0
定圧熱容量と定容熱容量の関係式が導出できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0
第二法則(物理化学)
エントロピーの定義を理解し、不可逆過程におけるエントロピー生成について説明できる。 0 0 1 0 0 0 0 1 0 4 0
ヘルムホルツエネルギーとギブズエネルギーの定義および自発的変化の方向性との関連について説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
標準モルギブズエネルギーの定義に基づいて標準反応ギブズエネルギーを計算できる。 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0
内部エネルギーと巨視的熱力学量の関係を導出できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0
純物質の化学ポテンシャルの定義と物理的意味を理解し、理想気体の化学ポテンシャルを計算できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
単純な混合物(物理化学)
理想溶液と実在溶液の違いを説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
応力とひずみ(力学)
荷重と応力、変形とひずみの関係について理解できる。 0 1 0 0 0 0 4 1 0 0 0
応力-ひずみ曲線について説明できる。 4 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0
フックの法則を用いて、縦弾性係数(ヤング率)、応力およびひずみを計算できる。 4 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0
許容応力と安全率を説明できる。 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
引張・圧縮・せん断応力(力学)
荷重の方向、性質と物体の変形様式との関係について説明できる。 0 1 0 0 0 0 4 1 0 0 0
引張、圧縮応力(垂直応力)とひずみ、物体の変形量を計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0
縦ひずみと横ひずみを理解し、ポアソン比およびポアソン数を説明できる。 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0
せん断応力(接面応力)とせん断ひずみ(せん断角)を計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0
曲げ(力学)
はりの定義や種類、はりに加わる荷重の種類を説明できる。 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0
はりに作用する力のつりあい、せん断力および曲げモーメントを計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0
各種の荷重が作用するはりのせん断力図と曲げモーメント図を作成できる。 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0
中立軸、中立面の意味を理解し、曲げモーメントによって生じる曲げ応力およびその分布を計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
各種断面の図心、断面二次モーメントおよび断面係数を計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
ねじり(力学)
ねじりを受ける丸棒のせん断ひずみとせん断応力を計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
トルクとねじりの関係を説明できる。 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
丸棒および中空丸棒について、断面二次極モーメントと極断面係数を計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
軸のねじり剛性の意味を理解し、軸のねじれ角を計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
組み合わせ応力(力学)
多軸応力の意味を説明できる。 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
二軸応力について、任意の斜面上に作用する応力、主応力と主せん断応力を計算できる。 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0
ひずみエネルギー(力学)
ひずみエネルギーを説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
垂直応力、垂直ひずみ、縦弾性係数を用いてひずみエネルギーを計算できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
鋳造(工作)
精密鋳造法、ダイカスト法およびその他の鋳造法における鋳物のつくりかたを説明できる。 0 1 0 0 4 0 0 0 0 0 0
鋳物の欠陥とその検査方法を説明できる。 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0
溶接(工作)
ガス溶接やアーク溶接の接合方法とその特徴を説明できる。 0 1 0 0 4 0 0 0 0 0 0
溶接における欠陥について理解し、溶接に適した材料選択ができる。 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0
塑性加工(工作)
塑性加工法の種類を説明できる。 0 1 0 0 4 0 0 0 0 0 0
鍛造とその特徴を説明できる。 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0
プレス加工とその特徴を説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
転造、押出し、圧延、引抜きなどの加工法を説明できる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0