概要:
材料工学の基礎および応用となる各テーマについて実験を行う。実験の背景・目的を理解し、実験を通して実践的なスキルを修得し、マテリアル工学実験Iで得た実験結果を整理しまとめる力をより高度なものにする。
授業の進め方・方法:
材料工学に関する4種類の実験テーマおよびPBL実習をそれぞれ4週に渡って行い、実験・実習を通した実践的な学習を行う。
事前に実習書、参考文献等をよく読み、実験内容を理解した上で実験に臨むこと。その後、実験技術の習得、実験結果の考察などに関する事項を実験報告書にまとめる。
予習：事前に実習書、参考文献等をよく読み、実験内容を理解する
復習：修得した実験技術ならびに実験結果と考察事項をノートに記録する
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
実験・実習のこころえ |
実習の目標と心構えがわかる。
レポートの作成の仕方がわかる。
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| 2週 |
実験・実習のこころえ |
災害防止と安全確保のためにすべきことがわかる
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| 3週 |
圧延と再結晶組織 |
安全に圧延加工ができる。
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| 4週 |
圧延と再結晶組織 |
鋼の熱処理について理解し、適切に熱処理できる。
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| 5週 |
圧延と再結晶組織 |
硬さ試験で熱処理と回復・再結晶の関係を理解できる。
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| 6週 |
圧延と再結晶組織 |
光学顕微鏡による組織観察から回復・再結晶組織を説明できる。
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| 7週 |
材料強度試験とミクロ組織観察 |
引張試験片、引張り試験によって得られる応力ひずみ曲線が説明できる。
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| 8週 |
材料強度試験とミクロ組織観察 |
溶体化熱処理、時効熱処理が説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
材料強度試験とミクロ組織観察 |
表計算ソフトを用いて、引張試験によって得られた荷重-伸び曲線データから応力-ひずみ曲線を描き、最大強さ、降伏応力を求めることができる。
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| 10週 |
材料強度試験とミクロ組織観察 |
TEM組織写真と引張試験データから材料強度と材料組織の関係を説明できる。
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| 11週 |
太陽電池の作製と評価 |
色素増感太陽電池の基本原理・作製方法を理解し、説明できる。
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| 12週 |
太陽電池の作製と評価 |
スパッタ装置の使い方を理解し、透明導電膜および太陽電池セルを作製できる。
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| 13週 |
太陽電池の作製と評価 |
紫外可視分光法を用いて薄膜の吸光度を測定・評価し、得られたデータから光学特性を説明できる。
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| 14週 |
太陽電池の作製と評価 |
作製した太陽電池の特性評価を行い、得られたデータを解析し、特性改善に必要なパラメータが何か説明できる。
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| 15週 |
エレクトロセラミックスの作製と特性評価 |
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。
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。
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| 16週 |
エレクトロセラミックスの作製と特性評価 |
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。
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。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
エレクトロセラミックスの作製と特性評価 |
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| 2週 |
エレクトロセラミックスの作製と特性評価 |
金属材料実験、機械的特性評価試験、化学実験、分析実験、電気工学実験などを行い、実験の準備、実験装置および実験器具の取り扱い、実験結果の整理と考察ができる。
分析機器を用いて、成分などの定量評価をすることができる。
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| 3週 |
ＰＢＬ実習 |
能動的に問題や課題を提議・発案し、解決方法・プロセスを立案することができる。
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| 4週 |
ＰＢＬ実習 |
能動的に問題や課題を提議・発案し、解決方法・プロセスを立案することができる。
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| 5週 |
ＰＢＬ実習 |
立案した課題に対し、解決策を実践し、結果をまとめることができる。
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| 6週 |
ＰＢＬ実習 |
立案した課題に対し、解決策を実践し、結果をまとめることができる。
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| 7週 |
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| 8週 |
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| 4thQ |
| 9週 |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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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 | 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。 | 4 | |
| 半導体の種類について説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 合金鋼のT.T.T.図、C.C.T.図の読み方が理解でき、目的に応じた適切な熱処理法を説明できる。 | 4 | 前10 |
| 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。 | 4 | |
| 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 | |
| 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。 | 5 | 前15,前16 |
| 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。 | 5 | 前15,前16 |
| 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 | 前5 |
| １次再結晶過程ならびに再結晶温度に影響を与える因子を説明できる。 | 4 | 前5 |
| 硬さ、電気抵抗、熱量等の変化から再結晶温度を求めることができる。 | 4 | 前5 |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 引張、圧縮を受けた物体の変形量を計算できる。 | 4 | |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 材料系分野【実験・実習能力】 | 材料系【実験実習】 | 実験・実習の目標と心構えを理解し実践できる。 | 3 | 前1 |
| 災害防止と安全確保のためにすべきことを理解し実践できる。 | 3 | 前2 |
| レポートの書き方を理解し、作成できる。 | 3 | 前1 |
| 金属材料実験、機械的特性評価試験、化学実験、分析実験、電気工学実験などを行い、実験の準備、実験装置および実験器具の取り扱い、実験結果の整理と考察ができる。 | 5 | 後1,後2 |
| 光学顕微鏡や電子顕微鏡などで材料を観察し、組織について評価することができる。 | 4 | 前6 |
| 硬さ試験機や万能試験機などを用いて、材料の強度特性を評価できる。 | 4 | 前5 |
| 分析機器を用いて、成分などを定量的に評価をすることができる。 | 4 | 後2 |
| 実験の内容をレポートにまとめることができ、口頭での説明またはプレゼンテーションができる。 | 4 | |