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 |
金ナノ粒子の作製と評価 |
ナノ材料の基本的な性質や液相法での作製方法を理解し、よりサイズの異なる金ナノ粒子を作製できる。
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12週 |
金ナノ粒子の作製と評価 |
透過型電子顕微鏡の原理を理解し、作製した金ナノ粒子を透過型電子顕微鏡観察によりサイズ・形状を評価できる。
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13週 |
金ナノ粒子の作製と評価 |
金ナノ粒子を紫外可視分光法を用いて吸光度を測定・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 |
金ナノ粒子の作製と評価 |
熱重量分析により金ナノ粒子の定量的な特性評価を行い、得られたデータを解析し、ナノ粒子のサイズ制御について説明できる。
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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 |
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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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 | 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。 | 4 | 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。 | 4 | |
材料組織 | 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 | |
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 | |
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 |
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。 | 4 | 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。 | 4 | 前2 |
レポートの書き方を理解し、作成できる。 | 4 | 前1 |
ノギスの各部の名称、構造、目盛りの読み方、使い方を理解し計測できる。 | 4 | |
マイクロメータの各部の名称、構造、目盛りの読み方、使い方を理解し計測できる。 | 4 | |
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。 | 4 | 後1,後2 |
X線回折装置などを用いて、物質の結晶構造を解析することができる。 | 4 | |
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 | |