工業材料

科目基礎情報

学校	大島商船高等専門学校	開講年度	令和04年度 (2022年度)
授業科目	工業材料
科目番号	0076	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	電子機械工学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	「はじめての電気電子材料」（技術評論社）、「機械・金属材料学」（実教出版）
担当教員	神田 哲典

到達目標

　材料はその種類に基づき、金属材料，セラミックス材料，高分子材料の３つに大別することができる。また、用途から構造材料と機能性材料に分類される。
本授業では、両者の観点から学習し、特に機能性材料の特長について理解をすすめる。
新素材や環境に配慮した材料についても学習し，材料を選択したり開発したりする力を身につける。

目標レベル
（１）材料の分類について理解する。
（２）機能性材料の特長と分類について理解する。
（３）機能性を発現する機構を理解する。

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
評価項目1	材料の分類とそれぞれの特長を説明できる。	材料の分類を説明できる。	材料の分類を説明できない。
評価項目2	機能性材料の特長と分類についてそれぞれの特長を説明できる。	機能性材料の特長と分類について	機能性材料の特長と分類について理解する。
評価項目3	機能性を発現する機構を詳細に説明できる。	機能性を発現する機構の概略を理解する。	機能性を発現する機構の概略を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

JABEE J(05) （基礎的かつ複合的な工学専門知識（設計・システム系，情報・論理系，材料・バイオ 系，力学系，社会技術系の科目群）を修得し，具体的な工学問題の解決に応用できる）

本校 (1)-c （探究心を養い，身体を鍛え，先人の遺産を学び，新技術を創造できる能力を育成する。）

電子機械 (3)-a （電気電子工学と機械工学に関する高度な知識を有する実践的技術者の育成）

教育方法等

概要:

・材料において、機能性材料の概要を身につける授業である。
・機能性材料の特長とデバイスでの用いられ方について学習を行う。
・非鉄金属、無機材料、有機材料（高分子材料）を中心として材料全般の学習を行う。

授業の進め方・方法:

・講義で理解できないところは質問等で補うこと。

注意点:

・レポート等の宿題を課した場合、指定の期日までに提出すること。（期日遅れは減点対象とする）

授業の属性・履修上の区分

遠隔授業対応

実務経験のある教員による授業

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	チタン、マグネシウムとその合金	チタン、マグネシウムとその合金の特徴と用途について理解させる。
		2週	コバルト、ニッケルとその合金	コバルト、ニッケルとその合金の特徴と用途について理解させる。
		3週	スズ、鉛、亜鉛とその合金	スズ、鉛、亜鉛とその合金の特徴と用途について理解させる。
		4週	物質の性質と化学結合	化学結合の種類を学習し，その化学結合の違いによって，それぞれの材料の持つ性質や特徴「らしさ」が現れていることを理解させる。
		5週	無機材料	無機材料の特長を理解させる。
		6週	有機化学の基礎	高分子材料の特長を理解する上で必要な有機化学の基礎について理解させる。
		7週	高分子材料の種類と性質	高分子の構造と性質を学習し，高分子材料の種類やその用途を理解させる。
		8週	前期中間試験
	2ndQ
		9週	機能性材料の定義	機能性材料の特長について理解させる。
		10週	電気電子材料の物性	物質の構造、固体の構造と性質について説明する。
		11週	化学結合・結晶構造	原子中の電子配置から改めて化学結合を定義する。結晶構造について復習する。
		12週	帯理論１	固体を分類するための帯理論の概要について説明する。
		13週	帯理論２	固体を分類するための帯理論の概要について説明する。
		14週	導電材料１	金属の伝導性について理解させる。
		15週	導電材料２	合金の伝導性と代表的な金属導電材料について理解させる。
		16週	前期期末試験
後期
	3rdQ
		1週	半導体材料１	半導体材料の特性を決める、半導体の導電機構について、真性半導体と不純物半導体の違いを理解させる。
		2週	半導体材料２	pn接合、金属・半導体接合について理解させる。
		3週	半導体材料３	光電変換・発光現象と代表的な半導体材料について理解させる。
		4週	半導体材料４	代表的な半導体デバイスについて理解させる。
		5週	誘電材料１	誘電現象の特性と材料の特長、コンデンサについて理解させる。
		6週	誘電材料２	電気２重層キャパシタ、強誘電体について理解させる。
		7週	誘電材料３	代表的な誘電体デバイスについて理解させる。
		8週	後期中間試験
	4thQ
		9週	磁気材料１	磁性体材料の特性を決める性質について理解させる。
		10週	磁気材料２	軟磁性・硬磁性材料について理解させる。
		11週	磁気材料３	スピントロニクス材料について理解させる。
		12週	熱電変換材料	熱電変換現象と代表的な材料について理解させる。
		13週	蓄電材料	リチウムイオン電池、全固体電池に用いられる蓄電材料について理解させる。
		14週	センサ材料１	これまでの工業材料の授業を踏まえ、機能性金属材料でつくられるセンサについて理解させる。
		15週	センサ材料２	これまでの工業材料の授業を踏まえ、機能性セラミックス材料、機能性高分子材料、機能性半導体でつくられるセンサについて理解させる。
		16週	学年末試験

評価割合

	試験	レポート	その他（授業態度）		ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	70	20	10	0	0	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	70	20	10	0	0	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0