無機材料化学特論２

Advanced Study on Inorganic MaterialsChemistry 2

998C370

82AMMAF602

西尾　圭史

Keishi Nishio

2026年度前期

2026年度

①First semester

金曜2限

Friday 2nd Period

先進工学研究科　マテリアル創成工学専攻

Department of Materials Science and Technology, Graduate School of Advanced Engineering

2.00単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

本講義ではセラミックスの合成手法や物性について物理的、化学的な見地から理解できるように講義する。

In this class, it will be given so that the synthesis method and physical properties of ceramics can be understood from a physical and chemical point of view.

本専攻のカリキュラム及びディプロマ・ポリシーに定める「『高度な専門性を要する研究開発能力を養うとともに、従来の材料工学の枠組みにとらわれない新しい視点を持ち、より精深な学識を修得する』という材料工学専攻の教育理念に基づき、本講義ではセラミックスのプロセスにおける物理・化学的な現象、セラミックスの物性を基盤とした基礎から応用までを理解することが目的である。

Material engineering, which stipulates in the curriculum and diploma policy of this department, "Fostering R & D capabilities that require advanced expertise, and having a new perspective that is not bound by the conventional framework of material engineering, and acquiring more detailed academic knowledge." Based on the teaching philosophy of the department, the purpose of this lecture is to understand physical and chemical phenomena in the ceramics process, from basics to applications based on the physical properties of ceramics.

講義を通して金属酸化物の様々な物性を学び、物理・化学的な性質及び現象から、、高性能、高機能材料の開発、材料設計までを理解することが目標である。

The goal is to learn various physical properties of metal oxides through lectures and to understand from physical and chemical properties and phenomena to development of high-performance and high-performance materials and material design.

熱力学、固体構造学、物性物理、結晶学、無機材料学を修得していることが望ましい。

It is desirable to have mastered thermodynamics, solid structure science, condensed matter physics, crystallography, and inorganic materials science.

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学部２年次、３年次に修得した熱力学、固体構造、電子構造、物理的性質などの項目を十分に理解して講義に望むことが望ましい。
各回の講義内容を十分に理解した上で、物理的性質とその物性を利用したセラミックスの応用を調べ、理解すること。

It is desirable to fully understand the items such as thermodynamics, solid structure, electronic structure, and physical properties that have been acquired in the second and third grade of the undergraduate course and hope for the lecture.
After fully understanding the contents of each lecture, study and understand the application of ceramics using physical and physical properties.

レポート（約20%)および最終回に行う習熟度の確認（約80%）を総合的に評価する。

全対面授業回の受講を原則とします。
尚、成績評価点は「成績評価方法」に従います。
上記の評価方法により成績評価を行う予定であるが、コロナウイルス感染拡大により対面での達成度評価試験の実施が出来ない可能性がある場合には以下の通りとする。
成績評価はオンライン試験と課題レポート、または講義での課題レポートによって行うこととする。

Comprehensively evaluate the report (about 20%) and the final test (about 80%).

The results will be evaluated by the above evaluation method, but if there is a possibility that the face-to-face achievement evaluation test cannot be conducted due to the spread of coronavirus infection, the following will be applied.

Grades will be evaluated using online exams and assignment reports, or assignment reports in lectures.

・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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セラミックスの化学　柳田博明　他、丸善　
セラミックスの科学　柳田博明　他、丸善

Ceramic chemistry: Hiroaki Yanagida and others, Maruzen
Ceramic Science: Hirohiro Yanagida et al., Maruzen

１．セラミックスとは
伝統的セラミックスからファインセラミックス（機能性セラミックス）まで、どのような機能を持つか、それらの機能がどのように応用されているかを紹介する。

２．セラミックス原料の合成法と焼結法
セラミックスの原料となる金属酸化物粉体の合成法の基礎を理解する。

３．セラミックス原料の合成法と焼結法２
セラミックスの作製法である焼結法の基礎を理解し、この基礎を基に、特殊な焼結法を学び、理解する。

４．セラミックス原料の合成法と焼結法３
特殊な焼結法やガラスの作製法について学び、理解する。

５．熱平衡状態図
熱力学的観点から熱平衡状態図の基礎を学び、理解する。

６．熱平衡状態図２
２元系、３元系の熱平衡状態図を学び、理解する。

７．熱平衡状態図３
熱平衡状態図から、物質の生成メカニズムを学び、理解する。

８．欠陥
格子に存在する各種欠陥構造と欠陥構造が物性に与える影響を学び、理解する。

９．固溶体
欠陥構造の基礎を基に、固溶体を理解し、固溶が与える物性への影響を理解する。

１０．非化学量論１
「欠陥」、「固溶」を基に、欠陥反応式を学び、各種欠陥が生成するメカニズムを理解する。

１１．非化学量論２
周囲の環境や、人為的操作による欠陥生成とこれらが物性に与える影響を理論的に理解する。

１２．セラミックスの物性（導電体）
セラミックスの電子伝導、イオン伝導のメカニズムと、それらの応用を理解する。

１３．セラミックスの物性（誘電体）
セラミックスの誘電特性発現メカニズムを学び、その応用までを理解する。

１４．セラミックスの物性（イオン伝導体）
セラミックスのイオン伝導のメカニズムと、イオンの拡散を学び、理解する。

１５．総合演習と習熟度の確認および解説
上記１．〜１４．までの講義内容を総括的に理解度を測る。

1. What is ceramics
This section introduces functions from traditional ceramics to fine ceramics (functional ceramics), and how those functions are applied.

2. Synthesis and sintering of ceramic raw materials
Understand the basics of the synthesis method of metal oxide powder as a raw material for ceramics.

3. Synthesis and sintering of ceramic raw materials 2
Understand the basics of the sintering method, which is a method of making ceramics, and learn and understand special sintering methods based on this basic method.

4. Synthesis and sintering of ceramic raw materials 3
Learn and understand special sintering and glass making methods.

5. Thermal equilibrium diagram
Learn and understand the basics of thermal equilibrium phase diagrams from a thermodynamic point of view.

6. Thermal equilibrium diagram 2
Learn and understand thermal equilibrium diagrams for binary and ternary systems.

7. Thermal equilibrium state diagram 3
Learn and understand the mechanism of matter formation from thermal equilibrium diagrams.

8. Defect
Learn and understand the various defect structures existing in the lattice and the effects of the defect structures on physical properties.

9. Solid solution
Understand solid solution based on the basis of defect structure and understand the effect of solid solution on physical properties.

10. Non-stoichiometry 1
Based on "defect" and "solid solution", learn the defect reaction formula and understand the mechanism by which various defects are generated.

11. Non-stoichiometry 2
Understand theoretically the surrounding environment and the defect generation due to manual operations and their influence on physical properties.

12. Physical properties of ceramics (conductor)
Understand the mechanisms of electronic and ionic conduction in ceramics and their applications.

13. Physical properties of ceramics (dielectric)
Learn the mechanism of the dielectric properties of ceramics and understand its applications.

14． Physical properties of ceramics (ionic conductor)
Learn and understand the ion conduction mechanism of ceramics and the diffusion of ions.

15. Comprehensive exercises and confirmation and explanation of proficiency
Above 1. ~ 14., comprehensively measure the degree of understanding of the lecture contents up to.

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