マテリアル工学実験１

Experiment in Materials Engineering 1

9982110

82MMMMS201

勝又　健一、Alexandre Foggiatto、大矢　豊大、小林　篤、西尾　圭史

Kenichi Katsumata,  Atsushi Kobayashi,  Keishi Nishio, Alexandre Lira Foggiatto

2024年度前期

1st semester FY2024

金曜3限、金曜4限、金曜5限

Friday 3rd, 4th and 5th periods

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

実験

Experiment

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

材料工学を物理、化学、機械工学系の3分野に分け、主に化学分野における基本的な材料合成技術、物性評価、計測技術の実習を行う。

Materials engineering is divided into three fields: physics, chemistry, and mechanical engineering, and basic material synthesis technology, physical property evaluation, and measurement technology are practiced mainly in the chemical field.

物性評価実習においては試料合成装置や物性評価機器を実際に操作し、更に得られた実験結果の解析を通して材料合成および分析評価の理解を深めることを目標とする。

In the physical property evaluation training, the goal is to deepen the understanding of material synthesis and analytical evaluation by actually operating the sample synthesizer and physical property evaluation equipment and analyzing the obtained experimental results.

物理、化学、機械工学系の基本的な実験技術を身につける。また、得られたデータを適切に処理、解析し、実験報告書としてまとめ、プレゼンする能力を修得する。

Acquire basic experimental skills in physics, chemistry, and mechanical engineering. In addition, students will acquire the ability to appropriately process and analyze the obtained data, summarize them in an experimental report, and present the report.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

実験は、予習が不十分の場合、授業中に実験内容を理解できず、また、安全上の問題も生じるため、事前に下記の実験テキストおよび安全テキストを良く読み十分に準備を行うこと。

If the preparation for the experiment is insufficient, you will not be able to understand the contents of the experiment during the lesson, and safety problems will occur. Therefore, read the following experiment texts and safety texts carefully and prepare thoroughly in advance.

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test／ディベート・ディスカッション　Debate/Discussion／グループワーク　Group work／プレゼンテーション　Presentation／反転授業　Flipped classroom

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【予習】
実験テキストを用いて実験の目的、方法、手順などを十分に把握・予習し、その内容を実験ノートにまとめた上で実験回に臨むこと。また、実験を安全に行うために必要な安全の知識を教科書指定の安全テキスト、参考書指定の「実験を安全に行うために」、「続 実験を安全に行うために」などを用いて十分に予習し、重要な項目を実験ノートに箇条書きすること。なお、安全に関する諮問に合格しないと実験に着手させないので注意すること。

【復習】
レポートをまとめるにあたって、まず、実験内容と実験で体験したことについて復習し、データ等を十分に整理したうえでノートにまとめる。これを元にチェックリストを確認しながらレポートを作成すること。また、講評のコメントを次に行う実験のレポートの作成の際に生かすこと。　

【Preparation】
Use the experiment textbook to fully understand and prepare for the purpose, method, procedure, etc. of the experiment, summarize the contents in the experiment notebook, and then go to the experiment. In addition, it is sufficient to use the safety textbook-designated safety textbook, "to carry out the experiment safely", "to carry out the subsequent experiment safely", etc. specified in the textbook, etc. Prepare for and list important items in your lab notebook. Please note that the experiment will not be started unless you pass the safety consultation.

【Review】
In compiling the report, first review the contents of the experiment and what you experienced in the experiment, and after thoroughly organizing the data etc., summarize it in a notebook. Create a report while checking the checklist based on this. Also, make use of the comments in the comments when creating the report for the next experiment.

実験態度、レポート等を総合して評価する｡

Comprehensive evaluation of experimental attitude, reports, etc.

・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

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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。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

2024年度 2AM マテリアル工学実験テキスト（テキストは配布する）
化学同人編集部編「実験データを正しく扱うために」（化学同人、2005年以降刊行のもの）
化学同人編集部編「実験を安全に行うために」（化学同人、2005年以降刊行のもの）
化学同人編集部編「続 実験を安全に行うために」（化学同人、2005年以降刊行のもの）

2024 2AM Material Engineering Experiment Text (text will be distributed)
"To handle experimental data correctly" edited by Kagaku-Dojin editorial department (Kagaku-Dojin, published after 2005)
"For Safe Experiments" edited by Kagaku-Dojin Editorial Department (Kagaku-Dojin, published after 2005)
Kagaku-Dojin Editorial Department, "Continuing to Perform Experiments Safely" (Kagaku-Dojin, published after 2005)

【予習・復習】
各回　予習1.5 h　復習1.5 h

１．ガイダンスおよび安全講習
　実験に対する心構え、および、安全に関する基本事項を学ぶ

２．３．４．固体表面への色素吸着実験
　主に金属酸化物表面に対する水中での色素吸着について、固体表面と色素の性質、表面電位、溶液のpHなどの関係性について理解する。

５．６．７．固体結晶を用いたアボガドロ定数の推定
　固体結晶の構造と密度の関係を理解する。

８．９．１０．比色分析による未知濃度試料の定量分析
　金属の酸化還元について理解する。光を用いた定量分析の原理を理解し、手法を学ぶ。

１１．１２．１３．化学反応速度
　エステルの加水分解反応を追跡し、反応速度定数、アレニウスの式を理解する。

１４．１５．１６．アゾ染料の合成と染色
　有機合成、ジアゾカップリング、吸着、発色について理解する。

１７．１８．１９．固体表面の濡れ性
　固体表面の濡れ性に対する表面化学組成、表面粗さ、表面エネルギー、液体の表面張力の関係性を理解する。

【Preparation and Review】
Preparation 1.5 h, Review 1.5 h

1. Guidance and safety training
Learn the basics of preparing for experiments and safety

2.3.4. Dye adsorption experiments on solid surfaces
Mainly dye adsorption on metal oxide surfaces in water, understanding the relationship between solid surfaces and dye properties, surface potential, solution pH, etc.

5.6.7. Estimation of the Avogadro constant using solid crystals
Understand the relationship between the structure and density of solid crystals.

8.9.10. Quantitative evaluation of Mn concentration in steel by colorimetric analysis.
Understand redox of metal, and principles of quantitative analysis using light.

11.12.13. Chemica kinetics
To trace the hydrolysis reaction of esters and understand the rate constants and the Arrhenius equation.

14.15.16. Synthesis and dyeing of azo dyes
Understand organic synthesis, diazo coupling, adsorption, and color development.

17.18.19. Wettability of Solid Surfaces
Understand the relationship of surface chemical composition, surface roughness, surface energy, and liquid surface tension to the wettability of solid surfaces.

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