概要:
工業的に使用されている構成材料として銅、アルミニウム、マグネシウム、チタンなどの非鉄金属材料および有機材料やそれらの複合材料の応用範囲が拡大している。この科目ではこれら材料の多様な応用性に注目し、特に高機能化について考えていく。
授業の進め方・方法:
注意点:
この科目は、構成材料Ⅰに続く科目である。金属組織学、材料強度学、材料力学の基礎を習得しておくこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
複合材料の基礎 |
複合材料の発展や分類について説明できる。
金属基複合材料の分類や特徴を説明できる。
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| 2週 |
複合材料の製造法 |
複合材料の機械的強度や複合則について説明できる。
界面のぬれを説明でき、複合化しやすいものと複合化しにくいものを理解できる。
強化形態ごとに主要な製造法を説明できる。
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| 3週 |
複合材料の性質 |
強さの複合則、比強度、比剛性について説明でき、複合化するメリットを理解できる。
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| 4週 |
複合材料の性質 |
直交異方性の複合材料の弾性定数について理解できる。
各種複合材料の残留内部応力について理解できる。
古典積層理論による疑似等方性について説明できる。
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| 5週 |
複合材料用素材
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強化材を分類でき、強化機構について説明できる。
ガラス繊維、炭素繊維の製造法を説明できる。
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| 6週 |
ポリマー系複合材料 |
炭素/ガラス繊維強化プラスチックの開発について説明でき、使用における問題点を損傷の評価の観点から理解できる。
繊維強化プラスチックの成形法を説明できる。
航空機における使用や極限環境における使用を説明できる。
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| 7週 |
セラミックス系複合材料 |
セラミックス系複合材料について説明でき、靱性の観点から問題点を理解できる。
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| 8週 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
非鉄金属材料の分類と特徴について
金属間化合物と状態図について |
非鉄金属材料の分類と特徴が説明できる。
金属間化合物、規則構造と状態図との関連性を理解し、説明できる。
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| 10週 |
アルミニウム合金について |
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。
鋳造用・展伸用アルミニウムについて、その成分や熱処理条件による種類および特徴を理解し応用できる。
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| 11週 |
ニッケル合金について |
実用ニッケル基耐熱合金の強化機構について、材料組織学的に説明でき、その強度的特徴を理解し、応用できる。
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| 12週 |
コバルト合金について |
実用コバルト耐熱合金およびコバルト基磁石材料の強度的、化学的、磁気的特徴を説明できる。
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| 13週 |
貴金属合金、形状記憶合金について |
実用貴金属合金の強度的特徴を成分や状態図と関連させて説明し、応用できる。
形状記憶効果の発現機構について、材料組織学的観点から説明し、応用できる。
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| 14週 |
銅と銅合金について |
純銅の強度的特徴、物理的、科学的性質について説明できる。
黄銅や青銅について、その成分および特徴を理解し、応用できる。
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| 15週 |
チタン合金について |
チタンの精錬法、強度的特徴、物理化学的性質について説明できる。
実用チタン合金の成分および特徴を理解し応用できる。
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| 16週 |
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| 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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 材料系分野 | 材料物性 | 金属の一般的な性質について説明できる。 | 3 | 前9 |
| 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。 | 3 | 前9 |
| 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 | 前14 |
| 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 | 前14 |
| 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 | 前10 |
| 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。 | 4 | 前10 |
| チタンの強度的特徴、物理的・化学的性質について説明できる。 | 4 | 前15 |
| 実用チタン合金の成分および特徴を理解し応用できる。 | 4 | 前15 |
| 複合材料 | 複合材料の発展や分類について説明できる。 | 4 | 前1 |
| 金属基複合材料の分類や特徴を説明できる。 | 4 | 前1 |
| 複合材料の機械的強度や複合則について説明できる。 | 4 | 前2 |
| 界面のぬれの観点から、複合化しやすいものと複合化しにくいものを区別できる。 | 4 | 前2 |
| 強化形態ごとに主要な製造法を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 強さの複合則、比強度、比剛性の観点から、複合化するメリットを説明できる。 | 4 | 前3 |
| 直交異方性の複合材料の弾性定数について理解できる。 | 4 | 前4 |
| 各種複合材料の残留内部応力について理解できる。 | 4 | 前4 |
| 古典積層理論による疑似等方性について説明でき、強度・破損則について理解できる。 | 4 | 前4 |
| 強化材を分類でき、強化機構について説明できる。 | 4 | 前5 |
| ガラス繊維、炭素繊維の製造法を説明できる。 | 4 | 前5 |
| 炭素/ガラス繊維強化プラスチックの使用における問題点を損傷の評価の観点から応用できる。 | 4 | 前5 |
| 繊維強化プラスチックの成形法を説明できる。 | 4 | 前6 |
| 航空機における使用や極限環境における使用を説明できる。 | 4 | 前6 |
| セラミックス系複合材料について説明でき、靱性の観点から問題点を理解できる。 | 4 | 前7 |