概要:
無機材料のうちでも機能性無機材料は現代の高度情報社会を支えており,その重要性はますます高まってきている.本講義では,電子材料や生体材料などの機能性無機材料の紹介から基礎的物性へと掘り下げ,材料特性がどのような要因でもたらされているのかを理解できること。また,所望の材料特性を得るためのポイントは何か分かること。
授業の進め方・方法:
主として講義形式で行う.
注意点:
本科で行っている材料系科目(無機化学,有機化学,材料化学など)を理解していることが望ましい。適宜レポートを課すので図書館等で調べ提出すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
オリエンテーション固体の電気伝導1 |
電子材料における電気伝導性と伝導を担うキャリアについて説明できる.
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2週 |
固体の電気伝導2 |
原子価制御について説明できる
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3週 |
固体の電気伝導3 |
イオン伝導と固体電解質、それらの応用について説明できる.
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4週 |
誘電性と磁性1 |
誘電性の発現機構と誘電体の種類について説明できる。
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5週 |
誘電性と磁性2 |
圧電性および焦電性の原理と応用について説明できる
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6週 |
誘電性と磁性3 |
磁性体の種類と発現機構について説明できる。
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7週 |
光と結晶の相互作用1 |
金属,半導体,導体の光吸収について説明できる。
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8週 |
【前期中間試験】 |
1-7週の内容の修得状況を確認し、未修得部分を認識できる。
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2ndQ |
9週 |
光と結晶の相互作用2 |
結晶とアモルファスの違いと,ガラスの透明性について説明できる。光ファイバについて説明できる。
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10週 |
光と結晶の相互作用3 |
蛍光の発光原理と半導体レーザの原理と利用について説明できる。
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11週 |
高温構造材料1 |
セラミックス材料の靭性について説明できる。
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12週 |
高温構造材料2 |
複合材料における強靭化機構について説明できる。
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13週 |
バイオセラミックス1 |
生体材料(人工歯・骨、薬剤)やヘルスケア関連材料として用いられるセラミックスの種類及び特性について説明できる
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14週 |
バイオセラミックス2 |
生体材料として用いられるために必要な特性と,現状での問題点について説明できる
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15週 |
【前期末試験】 |
9-14週の内容の修得状況を確認し、未修得部分を認識できる。
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16週 |
テスト返却と解説 |
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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 | 化学・生物系分野 | 無機化学 | セラミックス(ガラス、半導体等)、金属材料、炭素材料、半導体材料、複合材料等から、生活及び産業を支えるいくつかの重要な無機材料の用途・製法・構造等について理解している。 | 5 | |
現代を支える代表的な新素材を例に、その機能と合成方法、材料開発による環境や生命(医療)等、現代社会への波及効果について説明できる。 | 5 | |
単結晶化、焼結、薄膜化、微粒子化、多孔質化などのいくつかについて代表的な材料合成法を理解している。 | 5 | |
パウリの排他原理、軌道のエネルギー準位、フントの規則から電子の配置を示すことができる。 | 5 | 前2 |
価電子について理解し、希ガス構造やイオンの生成について説明できる。 | 5 | 前2 |
各種無機材料の機能発現や合成反応を結晶構造、化学結合、分子軌道等から説明できる。 | 5 | |
イオン結合と共有結合について説明できる。 | 5 | 前3 |
代表的な元素の単体と化合物の性質を説明できる。 | 5 | 前2,前4,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14 |