Metallurgy Group, Dept. of Metallurgy and Ceramics Science, Tokyo Institute of Technology
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材料系基礎専門科目一覧

科目名 推奨学期
回折結晶学 院・前期
酸化物の固体化学 院・後期
材料の環境劣化 院・後期
融体の物理化学 院・後期
高温強度学特論 院・後期
合金の相変態 院・後期
金属のミクロ組織 院・後期
物質非平衡熱力学特論 院・前期

大学院科目シラバス

回折結晶学
中村　吉男　教授　大岡山　南8号館213室（03-5734-3144）yoshio@mtl.titech.ac.jp
推奨学期 大学院 単位数 2-0-0
講義のねらい 結晶の対称性を理解し，結晶をどのように記述し表現するか学ぶ．次にX線回折，電子線回折・電子顕微鏡を用いて，主に結晶室材料の研究を行う上で必要な散乱理論を学び，回折図形の解釈を学習する．これらを通して結晶が持つ理想構造からのずれをどのように理解し評価するかを学ぶ．X線回折，電子回折・電子顕微鏡の長所と欠点を理解し，両者を相補的に用い，いかに材料のキャラクタリゼーションに役立てるかを講義する．
講義計画
  1. 結晶の対称性
  2. 回折図形とその解釈
  3. 散乱理論
  4. 結晶構造の決定
  5. 理想構造からのはずれとその回折図形への影響
  6. 電子線動力学的散乱理論，電子顕微鏡
  7. X線回折と電子線回折・電子顕微鏡像
成績評価 講義中に出題するレポート
テキストなど

    バーンズ（寺内，中村訳）「結晶としての固体」（陪風館）
    仁田勇編「X線結晶学」（丸善）
    三宅静雄「X線回折」（朝倉書店）
    加藤範夫「回折と散乱」（朝倉書店）
    日本金属学会編「回折結晶学」（丸善）
履修の条件 化学第一，材料科学Aから続く授業であるため，両者を履修していることが 望ましい。
担当教員から一言 クイズでは計算機を使用する場合があるので持参すること。

酸化物の固体化学
丸山　俊夫　教授 　大岡山　南8号館304室（03-5734-3136）maruyama@mtl.titech.ac.jp
推奨学期 大学院 単位数 2-0-0
講義のねらい 金属酸化物の性質を化学結合と格子欠陥をもとに理解する．
講義計画
  1. 金属酸化物概説
  2. 共有結合性固体
  3. 金属結合性固体
  4. イオン結合性固体
  5. 酸化物の熱力学(1)
  6. 酸化物の熱力学(2)
  7. 酸化物の電導性
  8. 酸化物中の拡散（1）
  9. 酸化物中の拡散（2）
成績評価 出席とレポート
テキストなど 参考書：
    1. Introduction to Ceramics, (2nd Ed.). W. D. Kingery, H. K. Bowen, D. R. Uhlman, John Wiley & Sons, New York (1975).
    2. The Electronic Structure and Chemistry of Solids, P. A. Cox. Oxford University Press, Oxford (1987).
    3. Coulson's Valence, (3rd Ed.), R. McWeeny, Oxford University Press, Oxford (1979).
履修の条件 とくになし
担当教員から一言 とくになし。

材料の環境劣化
水流　徹　教授　大岡山　南8号館404室（03-5734-3143）
推奨学期 大学院 単位数 2-0-0
講義のねらい 金属をはじめとする材料の環境劣化の中での劣化現象，劣化機構，評価方法及びその防止策について，主に電気化学的手法がどのように適用されているかについて述べる．
講義計画
    1.　電気化学（平衡論）の基礎（電極電位，標準電極電位，電位-pH図，水溶液中での金属の安定性）
    2.　電極反応速度論の基礎Butler-Volmerの式，Tafelの関係，通電圧，物質移動と限界電流
    3.　腐食の平衡論と速度論混成電位説，腐食電位と腐食電流，分極曲線
    4.　腐食の形態と分類
    5.　金属，合金のアノード溶解反応機構
    6.　腐食速度の電気化学的測定法
    7.　耐食性の評価法と腐食試験法
    8.　金属・合金の不動態と不動態皮膜
    9.　不動態皮膜の性質，構造及びその成長機構
    10.　ステンレス鋼の歴史
    11.　ステンレス鋼の腐食-孔食と隙間腐食-
    12.　ステンレス鋼の腐食-応力腐食割れ-
成績評価
テキストなど

    1.Bockris&Reddy;Modern Electrochemistry, Plenum
    2.Bard&Faulkner;Electrochemical Methods, Fundamentals and Application, Welley
    3.小沢　昭弥　監修；現代の電気化学，新星社

履修の条件 とくになし
担当教員から一言 とくになし。

融体の物理化学（Physical Chemistry of Melts）
須佐 匡裕 教授　大岡山　南8号館312室（03-5734-3141）
推奨学期 後期 単位数 2-0-0
概要 材料は，融体を経由して製造されることが多い。したがって，その物理化学的性質を理解することは，材料プロセスの設計およびその最適化を図るためには不可欠である。本講義では，金属および酸化物融体の熱力学および状態図を軸として，活量の使い方や状態図，とくに融体を含む三元系の状態図の読み方を習得することを目的とする。演習も多数行う。
Abstract Many materials are produced via the state of melts and thus understanding of physico-chemical properties of melts is essential to materials process designing and its optimisation. This lecture mainly centres upon thermodynamics and phase diagrams for metal and its oxide melts, and aims at learning how to use the activity and how to read phase diagrams, in particular, for ternary systems containing melts, through many exercises.
Aim The term of 'melts' essentially means what the term of 'liquid' does and is often used, in particular, when one refers to the state of substances which are melted at high temperatures. In this usage, for example, liquid iron is a kind of melt but liquid water is not. Many materials are produced via the state of melts and thus understanding of physico-chemical properties of melts is essential to materials process designing and its optimisation. This lecture mainly centres upon thermodynamics and phase diagrams for metal and its oxide melts, and aims at learning how to use the activity and how to read phase diagrams, in particular, for ternary systems containing melts, through many exercises.
Plan
  1. Basic Thermodynamics [Ellingham diagram 1]
  2. Basic Thermodynamics [Ellingham diagram 2, for CO/CO2 scale and solute metals]
  3. Activity [Law of mass action and concept of activity]
  4. Activity [Raoultian and Henrian standard activities]
  5. Activity [Henrian activities by mole fraction and mass% expressions]
  6. Activity [Interaction parameters]
  7. Phase diagram for binary system [Lever rule, and eutectic and peritectic systems]
  8. Phase diagram for ternary system [Method of determining composition]
  9. Phase diagram for ternary system [Isoplethal studies in systems containing eutectic reactions]
  10. Phase diagram for ternary system [Alkemade lines and composition triangles]
  11. Phase diagram for ternary system [Isothermal sections]
  12. Phase diagram for ternary system [Isoplethal studies in systems containing peritectic reactions]
How to Grade Attendance, submission of assignments and final exam
Text
  1. Japan Institute of Metals: Physical Chemistry of Metals (in Japanese)
  2. D. R. Gaskell: Introduction to the Thermodynamics of Materials, Taylor & Francis
  3. C. G. Bergeron and S. H. Risbud: Introduction to Phase Equilibria in Ceramics, The American Ceramic Society
Condition of Registration Nothing particular
Message Students who can take the course are limited only to those who want to learn

高温強度学特論
松尾　孝　教授　大岡山　南8号館505室（03-5734-3585）tmatsuo@mtl.titech.ac.jp
推奨学期 大学院 単位数 2-0-0
講義のねらい 耐熱鋼および超合金が優れた高温強度を有する理由を理解させるため，まず，高温変形抵抗は組織に基づくことを解説する．つぎに，純金属および焼なましした単相合金の高温変形挙動を概説して，高温変形機構図を作成させる．最後に，合金の高温変形抵抗が固溶強化，析出分散強化および結晶粒の形状制御によって決定されることを組織と関連させて解説する．
講義計画
  1. ガイダンス（耐熱鋼および超合金の組織と高温変形抵抗）
  2. 純金属およびなました単相合金のクリープ
  3. 転位クリープと拡散クリープ
  4. 高温変形機構図作成の概説
  5. 高温変形機構図の作成-その1-
  6. 高温変形機構図の作成-その2-
  7. -クイズと討論会-
  8. 内部応力-その1-（ベイリー・オロワンの式と回復速度およびひずみ硬化率）
  9. 内部応力-その2-（測定方法と問題点）
  10. 　内部応力-その3-（合金型クリープと内部応力）
  11. 　-クイズと討論会-
  12. 固溶強化機構
  13. 分散強化と敷居応力
  14. 耐熱鋼における強化機構
  15. 超合金の微細組織制御と高温強度
成績評価 毎回行うクイズと最終レポートによって採点
テキストなど なし．プリントを適宜配布する．
履修の条件 とくになし
担当教員から一言 毎回クイズを行うため，計算機を準備すること．

合金の相変態
竹山　雅夫　准教授　大岡山　南8号館506室（03-5734-3138）takeyama@mtl.titech.ac.jp
推奨学期 大学院 単位数 2-0-0
講義のねらい 鉄鋼材料およびその他の金属・合金で生じる種々の固相／固相変態のメカニズムを理解し，材料特性発現の基礎となる組織制御法及び組織の理解の仕方を身につける．
講義計画
  1. 1.　相変態を学ぶ前に
    1. 1-1　熱力学と状態図
    2. 1-2　拡散
    3. 1-3　拡散変態
    4. 1-4　無拡散変態
  2. 2.　鉄鋼材料の組織形成と相変態
    1. 2-1　純鉄の相変態
    2. 2-2　パーライト変態
    3. 2-3　ベーナイト変態
    4. 2-4　マルテンサイト変態とその結晶学
  3. 3.　その他の金属における相変態と組織制御
    1. 3-1　Ti合金
    2. 3-2　Ni基合金
  4. 4.　金属間化合物の相変態
    1. 4-1　規則-不規則変態
    2. 4-2　規則化と相分離
成績評価 出席，討論，クイズ，レポート
テキストなど 論文と参考書を紹介する．
履修の条件 とくになし
担当教員から一言 マクロ，ミクロのレベルから金属材料の組織の形成過程を理解する重要な講議である．

金属のミクロ構造
里　達雄　教授　大岡山　南8号館207室（03-5734-3149）sato@mtl.titech.ac.jp
推奨学期 大学院 単位数 2-0-0
講義のねらい 金属および合金の溶解鋳造，塑性加工，熱処理などの製造プロセスにおいて形成される種々のミクロ組織の特徴，形成機構ならびに材料特性との関連について解説する．
講義計画

    1.　金属・合金のミクロ組織の概要
    2.　金属材料の製造プロセスの基礎
    3.　ミクロ組織解析の技法
      顕微鏡法（光学顕微鏡，電子顕微鏡，微小領域分析など）
      X線回折法（結晶回折，小角散乱など）
    4.　鋳造凝固組織
    5.　熱処理組織
      均質化，相分解・析出現象
    6.　加工・変形組織
    7.　回復・再結晶組織
    8.　ミクロ組織と材料の力学的性質
    9.　ミクロ組織の定量化
    10.　先進材料とミクロ組織制御
成績評価 授業中のクイズ，討論，レポート
テキストなど 論文と参考書を紹介する．
履修の条件 とくになし
担当教員から一言 本講義は国際大学院コースをも対象としており，西暦偶数年は日本語で，西暦奇数年は英語で行う．

物質非平衡熱力学特論
永田　和宏　教授 　大岡山　南8号館409室（03-5734-3142）nagata@mtl.titech.ac.jp
推奨学期 大学院 単位数 2-0-0
講義のねらい 非平衡の熱力学を用いて固体と液体の金属と金属酸化物中の拡散現象，電気伝導現象および熱移動下現象の間の相関関係，さらに化学反応，粘性流動などの非線形現象を取り扱う．
講義計画

    1.　非可逆過程とエントロピー生成
    2.　化学親和力
    3.　相の熱力学的安定性1
    4.　相の熱力学的安定性2
    5.　輸送現象の熱力学
    6.　拡散
    7.　熱伝導と熱拡散
    8.　線形非平衡熱力学の応用
    9.　定常状態の安定性
    10.　過剰エントロピー生成速度
    11.　非線形動力学1
    12.　非線形動力学2
    13.　相変態と化学反応速度
    14.　界面現象と材料における非線形現象
    15.　まとめ
成績評価 出席，宿題，期末試験
テキストなど 論文と参考書を紹介する．
履修の条件 講義ごとに問題を宿題として課す．次の講義時間までに提出すること．宿題の評価はA,B,Cで行う．遅れて提出したレポートは評価が低くなる．
担当教員から一言 講義は板書で行うので，受講生は参考書で復習を行うこと．



Department of Metallurgical Engineering,
Tokyo Institute of Technology
South 8th bld., 2-12-1 Ookayama, Meguro-ku,
Tokyo 152-8552, JAPAN