先端機能性材料工学

科目基礎情報

学校 一関工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 先端機能性材料工学
科目番号 0013 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 未来創造工学科(分野展開・系発展) 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 適宜資料を配布する
担当教員 原 圭祐,佐藤 和輝

到達目標

① 材料の特性に関わる化学の知識を理解できる。
② 材料工学に関わる力学・電気の特性を理解できる。
③ 各種工業材料について,理解できる。
④ 材料工学の進歩が我々にもたらせた効果を理解できる。

【教育目標】 D

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
材料の特性に関係する化学材料工学に関係する化学の知識を理解できる材料工学に関係する簡単な化学の知識を理解できる材料工学に関係する簡単な化学の知識を理解できない
力学・電気材料工学に関係する力学・電気の知識を理解できる材料工学に関係する簡単な力学・電気の知識を理解できる材料工学に関係する簡単な力学・電気の知識を理解できない
各種工業材料について各種工業材料の特性を理解し,その分類ができる各種工業材料の簡単な分類ができる各種工業材料の特徴が理解できない
材料工学の進歩の影響材料工学の進歩が人類にもたらした効果を実例を挙げて詳しく説明できる材料工学の進歩が人類にもたらした効果を簡単に説明できる材料工学の進歩が人類にもたらした効果を理解できない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
様々な工業製品があるが,それらは先端技術を駆使して開発された工業材料を用いて製造されている.
本科目では,各種工業材料について,その分類とその特性を説明する.
また,様々な新素材が各種技術に及ぼした影響についても紹介する.
授業の進め方・方法:
単元ごとに担当教員があたり,講義形式で進行する.詳細は,授業担当教員によって異なるので,その都度説明する.
授業資料等は,Moodle で配信され,毎週課題を出題するので,授業時に閲覧しながら授業に臨むこと.
注意点:
化学・力学・電気の基礎知識を必要とする.

【事前学習】
可能な限り,授業資料を先に公開するので,指示する項目の予習を行うこと.

【評価方法・評価基準】
報告書の内容で評価する.毎週簡単な課題を課し,未提出の場合は総合成績から減点する.詳細は第1回目の授業で告知する.
各種材料の基礎についての理解,その応用例の理解の程度を評価する.自己学習レポートの未提出が4分の1を越えた場合は低点とする.総合評価60点以上を単位修得とする.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 材料の簡単なおはなし
(材料発展の例とその効果,特性の例と展開例,材料を学ぶ目的など)
簡単な材料の分類と必要な性質を理解できる
2週 材料工学に必要な化学
(原子,分子,固体の電子構造)
簡単な化学の知識を理解できる
3週 材料工学に必要な化学
(原子,分子,固体の電子構造)
簡単な化学の知識を理解できる
4週 材料に必要な機械的特性と力学
(引張・曲げ強度,ヤング率,硬度,簡単な力学)
材料に必要な強度の概念を理解できる
5週 材料工学から見た各種電気特性
(電気が流れる仕組み,導電率,誘電率)
電気材料に必要な簡単な特性を理解できる
6週 各種金属材料
(鉄系材料,Al,Cu,Ti,Mg合金などの種類と用途)
金属材料の種類と特徴を理解できる
7週 無機材料・セラミックス
(セラミックスの種類,構造,用途)
無機材料・セラミックスの基礎を理解できる
8週 有機材料・樹脂・ポリマー 有機材料・樹脂・ポリマーの基礎を理解できる
2ndQ
9週 油脂類(潤滑材料)・洗浄剤(有機溶剤) 油脂類の必要性とその特徴を理解できる
10週 電気材料・半導体(発光体,太陽電池)
(材料の種類,半導体の原理,用途,技術動向)
電気材料,半導体の種類とその特性を理解できる
11週 特殊な特性を有する材料
(圧電素子,ペルチェ素子,超電導材料,磁性材料)
特殊な特性を持つ材料の存在を理解できる
12週 特殊な特性を有する材料
(多孔質材料,触媒,機械的特性に優れた材料)
特殊な特性を持つ材料の存在を理解できる
13週 材料工学の進化が人類に及ぼした影響 材料の進化が我々の生活に及ぼした効果について,理解でき,その実例を調査し説明できる
14週 材料工学の進化が人類に及ぼした影響 材料の進化が我々の生活に及ぼした効果について,理解でき,その実例を調査し説明できる
15週 材料工学の進化が人類に及ぼした影響 材料の進化が我々の生活に及ぼした効果について,理解でき,その実例を調査し説明できる
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週

評価割合

報告書合計
総合評価割合100100
材料の特性に関係する化学1010
力学・電気1010
各種工業材料について1010
材料工学の進歩の影響7070