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:
各実験テーマおよびPBLテーマのすべての内容は専用の実験ノートに記録しておくこと。実験ノートを点検することがある。
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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 |
実験・実習の目標と心構えがわかる。
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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。
レポートの作成の仕方がわかる。
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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 |
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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| 6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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| 7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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| 8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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| 2ndQ |
| 9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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| 10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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| 11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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| 12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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| 13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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| 14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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| 15週 |
圧延と再結晶組織 |
安全に圧延加工ができる。
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| 16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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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1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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| 2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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| 3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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| 4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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| 5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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| 6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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| 7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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| 8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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| 4thQ |
| 9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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| 10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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| 11週 |
エレクトロセラミックスの作製と特性評価 |
固相法による金属酸化物セラミックスの合成方法について、原料の秤量設計ができ化合物化反応について説明できる。
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| 12週 |
エレクトロセラミックスの作製と特性評価 |
金属酸化物セラミックス粉末の成形法と焼結過程について説明できる。
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| 13週 |
エレクトロセラミックスの作製と特性評価 |
金属酸化物セラミックス焼結体の相対密度を求めることができ、バルク材料との違いを説明することができる。
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| 14週 |
エレクトロセラミックスの作製と特性評価 |
金属酸化物セラミックスの電気的特性を評価することができる。バルク材料との違いを考察することができる。
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| 15週 |
スキル確認、PBLプレゼン |
実験・実習のスキルを確認することができる。
PBL実習の班の成果を発表し、他班の実施内容と成果を共有することができる。
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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 | 力学 | 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 | |
| 金属材料 | 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） | 材料系分野（実験・実習能力） | 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 | |