学部

【金属物理学分野】丸山　俊夫　教授， 大岡山南8号館 304室（03-5734-3136）maruyama@mtl.titech.ac.jp
【金属化学分野】水流　徹　教授， 大岡山南8号館 404室（03-5734-3143）tsuru@mtl.titech.ac.jp
【金属材料学分野】松尾　孝　教授， 大岡山南8号館 505室（03-5734-3585）tmatsuo@mtl.titech.ac.jp

【講義のねらい】

金属工学科の授業科目の根幹をなす【金属物理学】【金属化学】【金属材料学】の3つの分野について，導入の授業を行う。

【講義計画】

【成績評価】

出席，期末試験など

【テキストなど】

授業開始時に指示があります。

【履修の条件】

【担当教官から一言】

【金属の結晶学】 肥後　矢吉　教授， 長津田精密工学研究所（R2棟）918号室（045-924-5044）yhigo@pi.titech.ac.jp
【結晶の弾・塑性変形】 尾中　晋　助教授， 長津田G1棟418号室（045-924-5564）onaka@materia.titech.ac.jp

【講義のねらい】

「金属の結晶学」

金属結晶をどのように認識するか，面や方向をどのように表示するかなどを結晶学的な立場から学習する。

「結晶の弾・塑性変形」

物体に力を加えるとその物体はまず弾性的に変形し，その後，塑性歪みを伴って変形が進行する。この講議では，材料が外力によって変形を受けるとき，材料を構成する結晶がどのように変形していくかを学ぶ。

【講義計画】

「金属の結晶学」

結晶の方向，結晶面，ミラー指数，面間隔，晶帯軸，ステレオ投影，結晶のトレース。

「結晶の弾・塑性変形」

結晶の変形を取り扱う上で重要となるテンソルについて解説し，このテンソルを用いて結晶の弾性変形に伴う応力・弾性歪，および弾性定数の結晶異方性を理解する。また，塑性変形では主に，結晶のすべりによる変形を取り上げ，結晶構造の違いによるすべり系の変化，変形に必要なすべり系の種類およびすべり変形の結晶方位依存性について学ぶ。

【成績評価】

講義で行う演習問題と期末試験

【テキストなど】

1. W. D. Callister, Jr. : "Materials Science and Engineering", John Wiley & sons, Inc., New York.
   
2. A. Kelly and G. W. Groves : Crystallography and Crystal Defects, Longman Group Ltd., London

【履修の条件】

固体の変形と同時に履修することをすすめる。

【担当教官から一言】

熱力学：福山　博之　助教授， 大岡山南8号館410室（03-5734-3586）fukuyama@mtl.titech.ac.jp
転位論：加藤　雅治　教授， 長津田　G3棟614号室（045-924-5633）kato@materia.titech.ac.jp

【講義のねらい】

「熱力学」

熱力学は材料の製造原理を考える上で，非常に役立つ学問体系である。ここでは熱力学の最も基本的な部分を習得する事を目的とする。

「転位論」

材料が外力によって変形を受けるとき，結晶中に存在する欠陥（転位）が変形にどのような役割を果たすかについて概説し演習問題を交えながら転位論の基礎を理解する。

【講義計画】

「熱力学」

熱力学第一法則，内部エネルギとエンタルピ，第二法則，第三法則，ギブスエネルギ，化学ポテンシャル，相律と自由度，てこの原理

「転位論」

「転位」は，現在では材料の変形や強さの問題を理解する上で欠く事のできない結晶欠陥の一つである事が知られている。ここではまず転位を定義したのち，その性質を理解する。また転位の運動とすべり変形との関係を学び，いかに多くの材料の力学的性質が転位を知ることによって理解できるものであるかを実感をもって理解してもらう。

【成績評価】

出席，小テスト，期末試験

【テキストなど】

参考書

1. 加藤雅治，熊井真次，尾中晋　共著「材料強度学」（朝倉書店，1999）
2. 加藤雅治著　「入門転位論」（裳華房，1999）

【履修の条件】

「転位論」は「格子欠陥」と併せて履修することが望ましい。

【担当教官から一言】

西方　篤　助教授，大岡山南8号館405室（03-5734-3134）atsushi@mtl.titech.ac.jp
梶原　正憲　助教授， 長津田G3棟616号室（045-5635）kajihara@materia.titech.ac.jp

【講義のねらい】

「状態図・組織学」

状態図の読み方，そして金属組織との関連について演習をとおして理解する。

「拡散」

合金中の拡散現象を現象論及び機構論の立場より数学的に取り扱う手法について説明する。

【講義計画】

「状態図・組織学」

1. 1成分系の状態図，相律と自由度
2. 2成分系の状態図，全率固溶，共晶反応，偏晶反応，包晶反応，金属間化合物，共析反応
3. 状態図と組織，てこの原理，可能な共存状態
4. 自由エネルギーと状態図，正則固溶体近似による自由エネルギー評価，相 変態の次数
5. 規則-不規則変態
6. 3元状態図と対ライン

「拡散」

1. Fickの法則の説明
2. 単純な初期・境界条件下での拡散方程式の解法
3. Boltzmann-Matano法
4. Darkenの解析法
5. 酔歩の理論
6. 異相界面移動

【成績評価】

演習への出席，宿題の提出，試験の結果に基づいて行う。

【テキストなど】

参考書

1. 横山　亨：図解合金状態図読本（オーム社）
2. 金属組織学（丸善），金属結晶の物理（アグネ）
3. P. G. シュウモン：固体内の拡散（笛木和雄，北澤宏一訳（コロナ社））
4. 幸田成康：金属物理学序論　（コロナ社）

【履修の条件】 特になし

【担当教官から一言】 配布プリントを熟読して，復習に力をそそいでほしい。

【講義のねらい】

金属材料工学の概要を英語を通して学び，国際的技術者としての素養を養う。

【講義計画】

出席と輪講形式での討論

【成績評価】

出席，発表

【テキストなど】

【履修の条件】

【担当教官から一言】

【講義のねらい】

金属工学の卒業研究を行う上で必要な外国文献を精読し，その内容を互いに発表・討論する事で，研究に対する取り組み姿勢の向上を目指す。

【講義計画】

出席と論文紹介発表，討論

【成績評価】

出席，レポート，研究論文発表会

【テキストなど】

【履修の条件】

【担当教官から一言】

大学院

金属を中心とした材料を研究する上で必要な熱力学，物理化学の基礎的な知識と解析方法およびその応用を講義および演習により修得する．

1.　エントロピーと温度
2.　ボルツマン分布とヘルムホルツの自由エネルギー
3.　熱輻射とプランク分布
4.　化学ポテンシャルとギブス分布
5.　理想気体
6.　フェルミ気体とボーズ気体
7.　熱と仕事
8.　ギブスの自由エネルギーと化学反応
9.　相転移
10.　二元混合物：混合のエネルギーとエントロピー
11.　半導体統計
12.　気体運動

期末試験，宿題レポートおよび出席による

教科書：C. Kittel and H. Kroemer著　山下次郎，福地充共訳「キッテル熱物理学（第2版）」（丸善）

学部講義「高温反応の熱力学」を履修していることを前提とする．

復習および宿題をきちんとやること．

Advanced Thermodynamics of Materials

Fundamental thermodynamics and physical chemistry are lectured with excercise to understand the basic knowledge, analysis and applications.

1. Entropy and Themperature
2. Boltzmann Distribution and Helmholtz Free Energy
3. Thermal Radiation and Plank Distribution
4. Chemical Potential and Gibbs Distribution
5. Ideal Gas
6. Fermi and Bose Gases
7. Heat and Work
8. Gibbs Free Energy and Chemical Reaction
9. Phase Transformation
10. Binary Mixtures:Mixture Energy and Entropy
11. Semiconductor Statistics
12. Kinetics Theory of Gases

Exercise, homework, attendance and test

C.Kittel et al. "Thermal Physics"2nd. W.H.Freeman&Co.,1980

Recommend to get the unit of "Thermodynamics for Chemical Reaction at High Temperature" for under graduate course.

You should review the lecture and make homework until next lecture.

金属を中心とした材料を研究する上で必要な物質移動，反応速度論などの基礎的な知識と解析方法を講義及び演習により収得する．

1.　拡散方程式
2.　拡散の原子論
3.　希薄な合金中での拡散
4.　濃度勾配下での拡散
5.　非金属中での拡散
6.　高速拡散路
7.　熱拡散と固体内電解

出席，宿題，期末試験

教科書：
P. G. Shewmon, Diffusion in Solids, McGraw-Hill(1963)
笛木和雄，北澤宏一（訳），「固体内の拡散」，コロナ社（1976）

とくになし

とくになし

Advanced Kinetics to Material Processing