機能性金属材料科学特別講究

Advanced Functional Metallic Materials

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材料・放射光工学専攻

工学研究科

1年

HETDH7MCA3

2単位

演習 (Seminar)

2024年度前期

三浦 永理、永瀬 丈嗣

工学研究科

日本語

目標4／目標9／目標12

随時・C329室

E-mail : t-nagase@eng.u-hyogo.ac.jp
TEL : 079-267-4903

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1◎

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【講義目的】
高機能性を有する新材料の開発には、材料の組織制御が必要であり、材料内部でおこる組織変化メカニズムを理解することが不可欠である。材料の組織を設計・制御するためには、熱力学・平衡論だけではなく、拡散・速度論に基づく考え方を理解する必要がある。最近の先端科学技術の分野では、現象論にとどまらず、電子論・原子論的な考え方が必要である。本講義では、電子論・原子論的な立場から、状態図・拡散現象・相転移・材料組織を理解し、機能発現のため基礎理論から応用までを学ぶ。
【到達目標】
材料設計に必要な状態図・拡散現象・相転移・材料組織を電子論・原子論から説明し、機能発現のため基礎理論から応用までを説明できるようになる。

サブタイトル：機能材料の材料設計、構造・組織評価
キーワード：電子論・原子論、周期律、状態図、データベース

【講義内容】
材料に種々の機能を付与するためのミクロ組織について、電子顕微鏡法・放射光に加え様々な手法を利用したミクロ組織・構造解析の方法、組織・構造制御法、第一原理計算を含む計算材料学的なアプローチ、データベースを駆使した材料設計法、などの観点から、機能発現のため基礎理論から応用までを学ぶ。材料内部だけではなく、材料表面や界面における表界面機能や微細組織制御についても学ぶ。いくつかの最近のトピックスや興味深い問題を取り上げ、基礎的な部分から説明する。
【授業計画】
１. 金属物理学の概要：金属物理学の歴史
２. 金属結合 1：元素の周期表と電子配置
３. 金属結合 2：結晶構造と原子半径
４. 状態図 1：状態図の実例、電子/原子比
５. 状態図 2：状態図の理論、自由エネルギーの記述
６. 状態図 3：状態図の測定、三元系状態図
７. 点欠陥 1：熱平衡濃度、空孔濃度の測定
８. 点欠陥 2：空孔と溶質原子の相互作用
９. 拡散 1：フィックの第1法則、第2法則
10. 拡散 2：ランダムウォーク
11. 拡散 3：拡散の原子的過程
12. 液体とガラス 1：融解現象
13. 液体とガラス 2：凝固現象と結晶化
14. 液体とガラス 3：ガラスの形成
15. データベースを利用した合金設計

※ 第1回目の講義に、講義全体の流れと授業の進め方について説明をします。
※ 授業の理解度を参考にしながら、適宜内容を変更して授業を進める可能性があります。

1.　金属物理 —材料科学の基礎—、藤田 英一 著、アグネ技術センター、ISBN 978-4-900-04146-2

特になし。

【予習】授業中の説明あるいはユニバーサルパスポートを通じて、事前に読み込む必要がある教科書の範囲を指定します。指定された範囲の教科書を事前に読み込んでください（20ｈ）。
【復習】講義内容の理解を深め定着させるために教科書を読み直してください（20ｈ）。不定期にレポート課題を出します。授業以外の学習時間を使ってレポート課題に取り組んでください（20ｈ）。

採用しない

レポート（80%）および講義への参加状況（20％）により評価する。詳細については、授業中に説明する。

レポート課題について、不明な部分があれば基本的にユニバーサルパスポート通じて個別に質問を受け付けます。受け付けた質問事項については、ユニバーサルパスポートを通じて、個別に回答いたします。電⼦メールあるいは教員居室に直接質問にきていただくことも可能です。定期テストやミニ演習について、不明な部分があれば基本的にユニバーサルパスポート通じて個別に質問を受け付けます。受け付けた質問事項については、ユニバーサルパスポートを通じて、個別に回答いたします。電子メールあるいは教員居室に直接質問にきていただくことも可能です。

※教科書の利用　：講義は指定された教科書を中心に行います。教科書を必ず持参して受講してください。
※パソコンの利用：特に無し。
※生成系AIの利用：この授業においては、生成AIの利用について制限を設けない。

該当しない。