概要:
前期中間までは、元素の周期律、典型元素や遷移元素の一般的な性質、各種の化学結合を学習し、代表的な無機機能材料について構造、製法、性質、応用を学習する。その後、前期末までは半導体の基礎物性,半導体デバイスの動作原理,応用例について学習する。後期中間までは自動車に使用されている金属材料を中心にそれぞれの材料が有する特徴について、学年末までは代表的な有機機能材料について、構造、製法、性質、応用を学習する。
2年次の材料学基礎につながる科目として、種々の機能性材料に関する専門基礎知識を養う。
授業の進め方・方法:
4名の教員が期間毎に順次担当する。
注意点:
【成績評価の基準・方法】
試験の成績80%、平素の学習状況(課題、小テスト、提出物等)20%の割合で総合的に評価する。前学期の評価は中間と期末の各期間の評価の平均,後学期の評価は中間と期末の各期間の評価の平均,学年の評価は前学期と後学期の評価の平均とする。なお,通年科目における後学期中間の評価は前学期末,後学期中間の各期間の評価の平均とする。技術者が身につけるべき専門基礎として、到達目標に対する達成度を試験等において評価する。
【事前・事後学習】
事前学習として,教員から与えられた事前課題に取り組むこと。また,事後学習として,授業中に理解できなかった部分を復習すること。
【履修上の注意】
この科目を履修するにあたり,2年の材料学基礎の内容を十分に理解しておくこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
元素の周期律[1]:元素の周期律について学習する。 |
元素の周期律について理解する。
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2週 |
典型元素と遷移元素[2]:典型元素と遷移元素の一般的性質について学習する。 |
典型元素と遷移元素の一般的性質を説明できる。
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3週 |
各種の化学結合[3-4]:イオン結合と共有結合について学習する。 |
イオン結合と共有結合について説明できる。
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4週 |
各種の化学結合[3-4]:配位結合、水素結合、金属結合について学習する。 |
配位結合、水素結合、金属結合について説明できる。
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5週 |
無機機能材料[5-8]:代表的な無機機能材料について、構造、製法、性質、応用を学習する。 |
代表的な無機機能材料について、構造、製法、性質、応用が理解できる。
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6週 |
無機機能材料[5-8]:代表的な無機機能材料について、構造、製法、性質、応用を学習する。 |
代表的な無機機能材料について、構造、製法、性質、応用が理解できる。
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7週 |
無機機能材料[5-8]:代表的な無機機能材料について、構造、製法、性質、応用を学習する。 |
代表的な無機機能材料について、構造、製法、性質、応用が理解できる。
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8週 |
無機機能材料[5-8]:代表的な無機機能材料について、構造、製法、性質、応用を学習する。 |
代表的な無機機能材料について、構造、製法、性質、応用が理解できる。
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2ndQ |
9週 |
半導体の物理[9-11]:エネルギーバンド,電子の統計分布,不純物効果について学ぶ。 |
エネルギーバンド,電子の統計分布,不純物効果について, 理解できる。
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10週 |
半導体の物理[9-11]:エネルギーバンド,電子の統計分布,不純物効果について学ぶ。 |
エネルギーバンド,電子の統計分布,不純物効果について, 理解できる。
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11週 |
半導体の物理[9-11]:エネルギーバンド,電子の統計分布,不純物効果について学ぶ。 |
エネルギーバンド,電子の統計分布,不純物効果について, 理解できる。
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12週 |
半導体デバイスの動作原理[12-14]:pn接合,バイポーラトランジスタ,電界効果トランジスタの動作原理について学ぶ。 |
pn接合,バイポーラトランジスタ,電界効果トランジスタの動作原理について,理解できる。
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13週 |
半導体デバイスの動作原理[12-14]:pn接合,バイポーラトランジスタ,電界効果トランジスタの動作原理について学ぶ。 |
pn接合,バイポーラトランジスタ,電界効果トランジスタの動作原理について,理解できる。
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14週 |
半導体デバイスの動作原理[12-14]:pn接合,バイポーラトランジスタ,電界効果トランジスタの動作原理について学ぶ。 |
pn接合,バイポーラトランジスタ,電界効果トランジスタの動作原理について,理解できる。
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15週 |
半導体応用[15]:半導体デバイスを用いた回路の機能について学ぶ。 |
半導体デバイスを用いた回路の機能について,理解できる。
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
金属の代表的な構造および欠陥・変形[16]:金属材料の構造や欠陥および変形について学ぶ。 |
金属材料の構造を知り、基本的な変形を知る。
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2週 |
構造材料に求められる性質[17-20]:機械的性質とその試験方法について学ぶ。 |
引張試験の方法を理解し、応力―ひずみ線図を説明できる。
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3週 |
構造材料に求められる性質[17-20]:結晶粒と強度の関係と変形メカニズムについて学ぶ。 |
結晶粒の微細化による超塑性現象について知る。
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4週 |
構造材料に求められる性質[17-20]:機械的性質とその試験方法について学ぶ。 |
疲労の意味を理解し、疲労試験とS-N曲線を説明できる。
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5週 |
構造材料に求められる性質[17-20]:機械的性質とその試験方法について学ぶ。 |
機械的性質と温度の関係およびクリープ現象を説明できる。
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6週 |
形状記憶合金・超弾性合金[21]:形状記憶合金・超弾性合金について学ぶ。 |
形状記憶合金・超弾性合金の性質とその変形メカニズムをを知る。
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7週 |
水素吸蔵合金[22]:水素吸蔵合金の種類と特徴を学ぶ。 |
水素吸蔵合金の種類と特徴およびその性質を知る。
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8週 |
高分子機能材料材料[23-30]:高分子の定義や分類を学ぶ |
高分子の定義や分類を理解する。
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4thQ |
9週 |
高分子機能材料材料[23-30]:平均分子量について学ぶ |
平均分子量について理解する。
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10週 |
高分子機能材料材料[23-30]:高分子に関連する計算方法を学ぶ |
高分子に関連する計算方法を理解する。
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11週 |
高分子機能材料材料[23-30]:高分子に関連する計算方法を学ぶ |
高分子に関連する計算方法を理解する。
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12週 |
高分子機能材料材料[23-30]:機能性樹脂について学ぶ |
機能性樹脂について理解できる。
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13週 |
高分子機能材料材料[23-30]:機能性樹脂について学ぶ |
機能性樹脂について理解できる。
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14週 |
高分子機能材料材料[23-30]:機能性高分子の種類や構造や用途について学ぶ |
機能性高分子の種類や構造や用途について理解できる。
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15週 |
高分子機能材料材料[23-30]:機能性高分子の種類や構造や用途について学ぶ |
機能性高分子の種類や構造や用途について理解できる。
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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 | 機械系分野 | 力学 | 応力とひずみを説明できる。 | 2 | |
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。 | 2 | |
許容応力と安全率を説明できる。 | 2 | |
材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 4 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。 | 4 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。 | 4 | 後2 |
硬さの表し方および硬さ試験の原理を説明できる。 | 4 | |
脆性および靱性の意味を理解し、衝撃試験による粘り強さの試験方法を説明できる。 | 4 | |
疲労の意味を理解し、疲労試験とS-N曲線を説明できる。 | 4 | 後3 |
機械的性質と温度の関係およびクリープ現象を説明できる。 | 4 | 後4 |
金属と合金の結晶構造を説明できる。 | 4 | |
金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる。 | 4 | |
合金の状態図の見方を説明できる。 | 4 | |
塑性変形の起り方を説明できる。 | 4 | 後2 |
加工硬化と再結晶がどのような現象であるか説明できる。 | 4 | 後2 |
鉄鋼の製法を説明できる。 | 4 | |
炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。 | 4 | |
Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。 | 4 | |
焼きなましの目的と操作を説明できる。 | 4 | |
焼きならしの目的と操作を説明できる。 | 4 | |
焼入れの目的と操作を説明できる。 | 4 | |
焼戻しの目的と操作を説明できる。 | 4 | |