マテリアル工学実験４

Experiment in Materials Engineering 4

9982215

82MMMMS302

飯田　努、小柳　潤、新井　優太郎、Alexandre Foggiatto、國岡　春乃、山本　貴史、田村　隆治

Tsutomu Iida, Ryuji Tamura,  Jun Koyanagi, Yutaro Arai,  Alexandre Lira Foggiatto, Haruno Kunioka

2024年度前期

1st semester FY2024

火曜3限、火曜4限、火曜5限

Tuesday 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，主に物理・機械分野における各種材料の合成とその物性評価法の実習を行なう。

Materials engineering is divided into three fields: physics, chemistry, and mechanical engineering, and training is conducted mainly in the fields of physics and machinery, synthesizing various materials and evaluating their physical properties.

物性評価実習においては高度な機器分析装置や加工機械を実際に操作し，更に得られた実験結果の解析を通して材料設計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 design and analytical evaluation by actually operating advanced equipment analyzers and processing machines 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/​​​

特に実験では、予習が不十分の場合、授業中に実験内容を理解できず、安全上の問題も生じるため、一週目の予習の時間の前にテキストを良く読み十分に準備を行うこと。

Especially in experiments, if the preparation is insufficient, you will not be able to understand the contents of the experiment during class and safety problems will occur, so read the text carefully and prepare well before the preparation time of the first week.

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】
事前に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て、一週目の予習に臨むこと。さらに二週目の実験に向けて予習講義の解説を参考に、予習内容を実験ノートにまとめた上で実験に臨むこと。また、実験を安全に行うために必要な安全の知識を「研究のためのセ−フティサイエンスガイド」、「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。

【復習】
レポートをまとめる前に、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。またレポートは講評のコメントを参考にレポートの書き方についての復習を行い、次に行う実験のレポートをまとめる際に生かすこと。

【Preparation】
Use textbooks in advance to fully understand the purpose, method, procedure, etc. of the experiment, and prepare for the first week. Furthermore, for the experiment in the second week, refer to the explanation of the preparation lecture and summarize the preparation contents in the experiment notebook before starting the experiment. In addition, the safety knowledge necessary for conducting experiments safely is used in "Safety Science Guide for Research", "To conduct experiments safely", "To carry out subsequent experiments safely", etc. Prepare thoroughly and itemize important items in the lab notebook.

【Review】
Before compiling the report, review the contents of the experiment and what you experienced in the experiment, organize the data, etc., and summarize it in a notebook. Create a report while checking the checklist based on this. In addition, review the report on how to write the report by referring to the comments in the comment, and use it when compiling the report of the next experiment.

出欠、実験態度、レポート等を総合して評価する｡

Comprehensive evaluation of attendance, 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

N

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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 3AM 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 3AM 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
　実験に対する心構えおよび文献調査方法を学ぶ

２．実験予備講義
　基本的な器具や機器の扱い方、データの処理方法などの基礎事項を習得する。

３．４．膜の結晶構造解析
　薄膜の作製、電子線及びＸ線を用いた物質の結晶構造解析の基本を習得する。

５．６．材料の磁気特性の評価
　磁化測定、磁気物性（磁化・保磁力）、エネルギーバンドについて理解する。

７．８．半導体材料の電気的特性：Ｈａｌｌ効果
　電流と磁場、ビオ・サバールの法則、ホール効果、電磁誘導の法則について理解する。

９．１０．半導体素子の特性評価
　電気電子素子・回路、半導体、ダイオード、トランジスタ、太陽電池、電気伝導を理解する。

１１．１２．ＣＦＲＰの成形と特性評価（試料作製）
　ＣＦＲＰの成形方法について理解する。

１３．１４．ＣＦＲＰの成形と特性評価（評価）
　複合材料、応力−ひずみ線図、フックの法則、弾性率、積層理論、引張試験について理解する。

１５．達成度の評価
　試験やプレゼンテーション等を通じてカリキュラム・ポリシーの「科学現象の観察及び結果の解釈を自ら行うことができる」ようになったかの達成度の評価を行う。

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

1. Guidance
Learn how to prepare for experiments and how to search literature

2. Preliminary lecture on experiments
Learn basic items such as basic equipment and equipment handling methods and data processing methods.

3.4. Crystal structure analysis of the membrane
Learn the basics of thin film fabrication and crystal structure analysis of substances using electron beams and X-rays.

5.6. Evaluation of the magnetic properties of the material
Understand magnetization measurement, magnetic characteristics (magnetization / coercive force), and energy band.

7.8. Electrical characteristics of semiconductor materials: Hall effect
Understand the current and magnetic field, Biot-Savart's law, Hall effect, and electromagnetic induction law.

9.10. Characteristic evaluation of semiconductor elements
Understand electrical and electronic elements / circuits, semiconductors, diodes, transistors, solar cells, and electrical conduction.

11.12. CFRP molding and characteristic evaluation (sample preparation)
Understand the CFRP molding method.

13.14. CFRP molding and characteristic evaluation (evaluation)
Understand composite materials, stress-strain diagrams, Hooke's law, elastic modulus, stacking theory, and tensile tests.

15. Evaluation of achievement level
Evaluate the degree of achievement of the curriculum policy "I can observe scientific phenomena and interpret the results by myself" through tests and presentations.

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