到達目標
1. 原子の結合様式について基礎的な説明ができる。
2. 反応式等の化学の基礎について説明ができる。
3. 基本的な結晶構造の単位格子とその特徴について説明できる。
4. 金属の変形について基礎的な説明ができる。
5. 結晶構造の調べ方（X 線回折法）について基礎的な説明ができる。
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 | １４種類のブラベー格子の原理を理解し、その特徴について説明できる。 | 基本的な結晶構造の単位格子とその特徴について説明できる。 | 基本的な結晶構造の単位格子とその特徴について説明できない。 |
| 評価項目2 | 基本的な反応式等の化学の基礎原理を理解し、それらについて説明できる。 | 基本的な反応式等の化学の基礎原理について説明できる。 | 基本的な反応式等の化学の基礎原理について説明できない。 |
| 評価項目3 | ミラー・ブラベー指数（面と方向）の原理を理解し、それらを求めることができる。 | ミラー・ブラベー指数を求めることができる。 | ミラー・ブラベー指数を求め
ることができない。 |
| 評価項目4 | X線結晶構造解析の理論を理解し、それらについて説明できる。 | X線結晶構造解析について説明できる。 | X線結晶構造解析について説明できない。 |
| 評価項目5 | 金属の変形に関する理論を理解し、具体的な材料試験法を例に挙げて基礎的な説明ができる。 | 金属の変形について基礎的な説明ができる。 | 金属の変形について基礎的な説明ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
固体（結晶）材料について、微視的な立場、この授業では原子レベルから光学顕微鏡観察レベルで、その構造と性質を関連づけて理解する基礎的な力を養う。材料の示す性質の多様性や不思議さ、そしてその構造との関連に目を向け、材料への関心を高める。
授業の進め方・方法:
板書による講義形式で授業を進め、レポートにて理解度を確認する。
必要に応じて確認テストを行う。
注意点:
本科目は次に学習する「環境材料工学実験１」、「材料科学２」などを理解するための基礎となる。このことから基礎的事項についての演習を行うので、確実に理解をしてほしい。
本科目の区分
Webシラバスと本校履修要覧の科目区分では表記が異なるので注意すること。
本科目は履修要覧(p.9)に記載する「④選択科目」である。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
材料の定義, 材料の分類, 様々な金属材料 |
1
|
| 2週 |
材料科学に必要な基礎化学の復習 |
1,2
|
| 3週 |
化学結合論の基礎と材料物性I |
2
|
| 4週 |
化学結合論の基礎と材料物性II |
2
|
| 5週 |
結晶の定義と14種のブラベー格子 |
3
|
| 6週 |
実際の結晶構造 |
3
|
| 7週 |
ミラー指数 -定義と立方晶系結晶の面の記述法- |
3
|
| 8週 |
中間試験 |
|
| 4thQ |
| 9週 |
ミラーブラベー指数 -六方晶系結晶の面の記述法-- |
3
|
| 10週 |
結晶幾何学の基礎 |
4,3
|
| 11週 |
X線結晶構造解析の基礎I -X線・ブラッグの法則- |
4
|
| 12週 |
X線結晶構造解析の基礎II -結晶構造の調べ方について- |
4
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| 13週 |
材料試験法の概論-引張り試験と応力ひずみ線図を中心にして- |
5
|
| 14週 |
金属のすべり変形-すべり系とシュミット因子- |
5
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| 15週 |
期末試験 |
|
| 16週 |
これまでのまとめ |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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。 | 4 | 後1,後2,後3 |
| 原子の結合の種類および結合力や物質の例など特徴について説明できる。 | 4 | 後1,後2,後3 |
| 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。 | 4 | 後1,後2,後3 |
| 陽子・中性子・電子からなる原子の構造について説明できる。 | 4 | 後1,後2,後4 |
| ボーアの水素原子模型を用いて、エネルギー準位を説明できる。 | 4 | 後1,後2,後4 |
| 4つの量子数を用いて量子状態を記述して、電子殻や占有する電子数などを説明できる。 | 4 | 後1,後2,後4 |
| 周期表の元素配列に対して、電子配置や各族および周期毎の物性の特徴を関連付けられる。 | 4 | 後1,後2,後4 |
| 結晶系の種類、14種のブラベー格子について説明できる。 | 4 | 後5,後6,後7,後9,後10 |
| ミラー指数を用いて格子方位と格子面を記述できる。 | 4 | 後5,後6,後7,後9,後10 |
| 代表的な結晶構造の原子配置を描き、充填率の計算ができる。 | 4 | 後5,後6,後7,後9,後10 |
| 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 | 後5,後6,後7,後9,後10,後11,後12 |
| 無機材料 | 原子の構成粒子を理解し、原子番号、質量数、同位体について説明できる。 | 4 | 後4 |
| 材料組織 | 弾性変形の変形様式の特徴、フックの法則について説明できる。 | 4 | 後13,後14 |
| 環境 | 地球温暖化の現象を科学的に説明できる。 | 4 | |
| エネルギー資源問題について説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | レポート | ノート | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 | 45 |
| 専門的能力 | 40 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 | 55 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |