セラミックス化学

科目基礎情報

学校	高知工業高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	セラミックス化学
科目番号	8021	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	ソーシャルデザイン工学専攻	対象学年	専1
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	教科書：橋本和明・柴田裕史「セラミックス材料科学」（三共出版）／参考書：柳田博明「セラミックスの化学」（丸善）
担当教員	安川 雅啓

到達目標

１．セラミックスの化学結合，状態図について説明できる。
２．伝統的セラミックス，先進セラミックスの特徴について説明できる。
３．セラミックスの構造と物質移動について説明できる。
４．セラミックスの製造について説明できる。
５．セラミックスの機能と応用について説明できる。

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	セラミックスの化学結合，状態図について十分に説明できる。	セラミックスの化学結合，状態図について説明できる。	セラミックスの化学結合，状態図について説明できない。
評価項目2	伝統的セラミックス，先進セラミックスの特徴について十分に説明できる。	伝統的セラミックス，先進セラミックスの特徴について説明できる。	伝統的セラミックス，先進セラミックスの特徴について説明できない。
評価項目3	セラミックスの構造と物質移動について十分に説明できる。	セラミックスの構造と物質移動について説明できる。	セラミックスの構造と物質移動について説明できない。
評価項目4	セラミックスの製造について十分に説明できる。	セラミックスの製造について説明できる。	セラミックスの製造について説明できない。
評価項目5	セラミックスの機能と応用について十分に説明できる。	セラミックスの機能と応用について説明できる。	セラミックスの機能と応用について説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育目標 (C) （高度な専門知識をもち、その技術と情報技術を組み合わせて構築させる複合システムデザインの基礎を身につけることができる。）

教育方法等

概要:

建物を構成するセメント材料やガラス材料、着火素子や赤外線センサ・記憶素子などに使用される誘電体材料、生体に直接接触させて使用される生体適合材料などはセラミックスからできている。本授業では、セラミックスの化学結合、状態図、伝統的セラミックスと先進セラミックスの特徴を理解し、セラミックスの結晶構造、製造方法、各種機能と応用に関する専門的知識を身につけ、それらの関連性と機能材料としての応用の重要性を理解することにより、材料応用力を養う。

授業の進め方・方法:

教科書に沿って授業を進め，適宜質疑応答を行う。課題提出等を行う。

注意点:

【成績評価の基準・方法】
試験の成績を80%，平素の学習状況等（課題等を含む）を20%の割合で総合的に評価する。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。
【事前学習・事後学習】
事前学習として，担当教員から与えられた課題に取り組むこと。事後学習として，課題や授業の復習に取り組むこと。
【学修単位科目（授業時間外の学習時間等）】
本科目は学修単位のため，以下の標準学習時間を設定した自主学習を累計４５時間分以上実施して提出しなければならない。
・全１５回の授業に対して，0.5時間の事前学習と1.5時間の事後学習。計３０時間。
・定期試験に対する試験勉強のための学習１５時間。
【履修上の注意】
この科目を履修するにあたり，本科の無機化学Ⅰと無機化学Ⅱ，無機材料学を履修しておくことが望ましい。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	固体及びセラミックスの化学結合について学ぶ。	固体及びセラミックスの化学結合について説明できる。
		2週	相律と状態図（セラミックス関連）について学ぶ。	相律と状態図（セラミックス関連）について説明できる。
		3週	伝統的セラミックス（陶磁器、ガラス、耐火物、セメント・コンクリート）の特徴について学ぶ。	伝統的セラミックス（陶磁器、ガラス、耐火物・セメント・コンクリート）の特徴について説明できる。
		4週	先進セラミックスの特徴（機械的性質、熱的性質）について学ぶ。	先進セラミックスの特徴（機械的性質、熱的性質）について説明できる。
		5週	先進セラミックスの特徴（電気特性、電子・イオン伝導、磁気特性）について学ぶ。	先進セラミックスの特徴（電気特性、電子・イオン伝導、磁気特性）について説明できる。
		6週	セラミックスの結晶構造について学ぶ。	セラミックスの結晶構造について説明できる。
		7週	結晶における欠陥、固溶体、セラミックス中の物質移動について学ぶ。	結晶における欠陥、固溶体、セラミックス中の物質移動について説明できる。
		8週	セラミックスの製造（原料、粉体合成）について学ぶ。	セラミックスの製造（原料、粉体合成）について説明できる。
	4thQ
		9週	セラミックスの製造（ゾル-ゲル法）について学ぶ。	セラミックスの製造（ゾル-ゲル法）について説明できる。
		10週	セラミックスの製造（粉体の成形と焼結）について学ぶ。	セラミックスの製造（粉体の成形と焼結）について説明できる。
		11週	セラミックスの製造（単結晶・薄膜）について学ぶ。	セラミックスの製造（単結晶・薄膜）について説明できる。
		12週	セラミックスの機能と応用（アルミナ）について学ぶ。	セラミックスの機能と応用（アルミナ）について説明できる。
		13週	セラミックスの機能と応用（ジルコニア）について学ぶ。	セラミックスの機能と応用（ジルコニア）について説明できる。
		14週	セラミックスの機能と応用（バイオセラミックス）について学ぶ。	セラミックスの機能と応用（バイオセラミックス）について説明できる。
		15週	セラミックスの機能と応用（電池、熱電素子）について学ぶ。	セラミックスの機能と応用（電池、熱電素子）について説明できる。
		16週

評価割合

	試験	平素の学習状況等	合計
総合評価割合	80	20	100
基礎的能力	0	0	0
専門的能力	80	20	100
分野横断的能力	0	0	0