無機材料学

Inorganic Materials Science and Engineering

9982402

82MSINM201

前田　敬

Kei Maeda

2023年度後期

2nd Semester, 2023

木曜5限

5th Period on Thursday

先進工学部　マテリアル創成工学科

Department of Materials Science and Technology, Faculty of Advanced Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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対面型授業/On-site class

陶磁器やセメント・ガラスから電子機器、航空・宇宙・エネルギー材料まで幅広く用いられている無機材料は、現代社会では欠かすことができないものになっている。これらの材料の性質の多くは、材料を構成する物質の固体構造や材料作製プロセスで形成される組織によって説明される。本講義では、そのような無機材料の基礎的な固体構造、作製プロセスと物性の関係を、その評価・観察方法にも触れながら解説する。
Inorganic materials, which are widely used in ceramics, cement and glass, electronic
devices, aerospace and energy materials, have become indispensable in modern society.
Many of the properties of these materials are explained by the solid structure of the materials that make up the material and the texture formed during the material fabrication process.
In this lecture, we will explain the basic solid structure of such inorganic materials, the
relationship between the manufacturing process and physical properties, while also
touching on their evaluation and observation methods.

学科のカリキュラムおよびディプロマ・ポリシーに定める「『既存の工学の枠を超えて、自由な発想で基礎科学の融合と展開を図り、産業の発展に寄与する新しい材料と新しい工学を創出する』という材料工学の理念に基づいた、『材料工学の専門を基盤として社会に貢献するクリエイティブな人材の育成』という教育目的」に沿って、本講義では無機材料の基礎と、その有用性と発展性を理解できるようになることが目的である。
The material stipulated in the curriculum and diploma policy of the department, "Beyond
the existing framework of engineering, we will integrate and develop basic science with
free ideas and create new materials and new engineering that contribute to the
development of industry." In line with the educational purpose of "cultivating creative
human resources who contribute to society based on the specialty of materials
engineering" based on the philosophy of engineering, this lecture will understand the
basics of inorganic materials and their usefulness and development. The purpose is
to be able to do it.

授業を通して、無機材料の物性の基礎となる無機固体物質の構造と相変化、それに基づく作製プロセス、さらに無機材料で重要となる熱的性質が理解できるようになることが、目標である。
Through the lessons, the goal is to be able to understand the structure and phase change of inorganic solid substances, which are the basis of the physical properties of inorganic
materials, the manufacturing process based on them, and the thermal properties that are
important for inorganic materials.

専門基礎力(知識、技能)/専門応用力(知識、技能、創造力)

「材料の化学１」の内容を理解していることを前提として、授業を進める。
The class will proceed on the premise that you understand the contents of "Chemistry
of Materials 1".

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test

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授業の予習または復習すべき内容に関する演習問題を、授業内またはLETUSを通じて示す。授業内容を理解するために、必ず演習問題に取り組むこと。

Exercises will be given in the class or through LETUS for preparation and review. Students
should do them every time.

演習課題レポートと小テストの結果をもとに到達度を評価します。　
レポートに明らかな剽窃が見つかった場合には、コピー元、コピー先に関わらず減点の対象となりますので注意してください。
The achievement is evaluated by the report and result.  Please note
that if a clear theft is found, points will be deducted regardless of the copy source or copy
destination.

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

Y

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

授業中に適宜例示するが、一部を示す。
Kingery, "Introduction to Ceramics" Wiley
平尾一之ら共著　「無機化学-その現代的アプローチ-」　東京化学同人
佐々木義典ら共著　「結晶化学入門」　朝倉書店

回　項目　目標
1回目　１．無機材料とは　セラミックスの歴史とオールドセラミックスを説明できる
2回目　１．無機材料とは　近代セラミックスの発展が理解できている
3回目 ２．結合と構造の考え方 SiO2の構造と性質を説明できる
4回目　２．結合と構造の考え方　セラミックスの結合とイオン半径について説明できる
5回目　２．結合と構造の考え方　最密充填構造とその隙間構造について説明できる
6回目　２．結合と構造の考え方　臨界イオン半径と配位構造の関係を説明できる
7回目　３．状態図と相変化　状態図とは何かを説明できる
8回目　３．状態図と相変化　無機材料の理解に状態図を活用できる
9回目　３．状態図と相変化　原子の拡散について理解できている
10回目　３．状態図と相変化　　セラミックス作製のプロセスと相変化の関係が理解できている
11回目　４．無機材料のキャラクタリゼーション　光学顕微鏡、電子顕微鏡の原理が理解できている
12回目　４．無機材料のキャラクタリゼーション　X線回折の原理が理解できている
13回目　４．無機材料のキャラクタリゼーション　X線イメージングの基礎が理解できている
14回目　４．無機材料のキャラクタリゼーション　赤外分光、ラマン分光の基礎が理解できている
15回目　到達度評価

(1st class) 1. What is an inorganic material? /Explain the history of ceramics and old ceramics
(2nd class) 1. What is an inorganic material? / understand the development of modern ceramics.
(3rd class) 2. Concept of bond and structure/ Explain the structure and properties of SiO2
(4th class) 2. Concept of bond and structure/ Explain the bond and ionic radius of ceramics
(5th class) 2. Concept of bond and structure/ Explain the close-packed structure and its gap structure
(6th class) 2. Concept of bond and structure/ Explain the relationship between critical ionic radius and coordination structure
(7th class) 3. Phase diagram and phase change/ Explain what a state diagram is
(8th class) 3. Phase diagram and phase change/ To be able to apply phase diagram to understand inorganic materials.
(9th class) 3. Phase diagram and phase change/ Understand the diffusion of atoms
(10th class) 3. Phase diagram and phase change/ Understand the relationship between the ceramic manufacturing process and phase change
(11th class) 4. Characterization of inorganic materials/ Understand the principles of optical microscopes and electron microscopes
(12th class) 4. Characterization of inorganic materials/ Understanding the principle of X-ray diffraction
(13th class) 4. Characterization of inorganic materials/ Understanding the basics of X-ray imaging
(14th class) 4. Characterization of inorganic materials/ Understanding the basics of infrared spectroscopy and Raman spectroscopy
(15th) achievement evaluation　

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