| 科目名 |
材料プロセス工学 |
| 担当教員 |
谷脇 雅文 |
| 対象学年 |
1年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ｂ１０６ |
開講学期 |
２学期 |
| 曜日・時限 |
火４,金４ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
講義の目的
材料プロセスとは、自然から資源をとりだし、人間社会に役立つ材料をつくりあげる過程、およびその工学的技術のことをいう.その内容は、大筋、次のように整理される.
(1)資源の探査と採取(採鉱).
(2)資源から純元素、純物質をとりだす(精練).
(3)さらに高純度にする(精製).
(4)目的とする機能を持つ材料をつくる(機能化).
本講義では、これらの技術の原理を熱力学・化学・材料科学の基礎に立って理解し、実際の技術を学ぶ.
講義の進め方
講義と小テスト
達成目標
資源から材料をつくりあげるまでのプロセスを理解すること
鉱石の酸素との結合の強さ，資源量，材料に要求される性質等によってプロセスの違いができることを理解すること
状態図の基本的な理解ができること．
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| 授業の詳細2 |
講義計画
１．材料プロセス工学の概要
金属材料と半導体材料を例にとって、資源採取から精練、精製、機能化までのプロセス(過程)を理解し、材料プロセス工学の概要と講義の全体像を把握する.
２．資源と探査
資源量の反映であるクラーク数とは何か
鉱床の形成
資源探査の方法
３．状態図-1
状態図は，材料のプロセス，材料の科学を理解する上で大変重要である．
この基本的な理解をする．
４．状態図-2
同上
５．鉄のプロセス
構造材料としてもっとも代表的な金属である鉄のプロセスを学ぶ
製鉄・製鋼・熱処理の意味を理解する．
６．銅のプロセス
銅は比較的貴重な金属であり，電気伝導率がきわめて高い．
高純度にして低抵抗にするため，副産物として金，銀などを得るため，電気分解が行われる．
７．試験
８．試験の復習
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| 授業の詳細3 |
９．アルミニウムのプロセス
酸素との結合のきわめて強い金属であるアルミニウムの精錬プロセスを学ぶ．
10． シリコンのプロセス
半導体材料は構造敏感である．このため，プロセスには超高純度および完全結晶の作製が要求される．
11．高純度化の方法，単結晶育成法
融点，蒸気圧のちがいな，イオン交換の利用などの高純度化法を学ぶ．
引き上げ法、ブリッジマン法、ベルヌーイ法、溶液法、フラックス法などの単結晶作製技術の原理と応用例を学習する．
12．極限条件下のプロセス
微粒子、非晶質、宝石などは、多くの場合、高速急冷、超高温、超高圧など極端な条件を利用して作る.このような極限条件のもとでのプロセスを、実例にそって学習する.
13．デバイス技術
電子デバイスや超伝導デバイスは異なる性質をもつ物質の接触・接合による機能の発現を利用している.この現象を理解するとともに、半導体の不純物ドーピングによる電気伝導制御、フォトリソグラフィーなど、デバイス作製技術についても学習する.
14．リサイクルプロセス
日本のような先進国では，廃棄物中に貴重な資源が埋蔵されている．これは都市鉱山（アーバンマイン）と呼ばれている．このリサイクル技術についてふれる．
15．試験
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| 授業の詳細4 |
テキスト：プリント
参考書 ：『材料のプロセス技術Ⅰ』梅田高照 他（東京大学出版会）
成績評価：2回の試験で評価する．
＜成績評価の基準＞
ＡＡ：特に優れた成績を示したもの
Ａ ：優れた成績を示したもの
Ｂ ：良好と認められる成績を示したもの
Ｃ ：合格と認められる成績を示したもの
Ｆ ：不合格
備 考：
履修前の受講が望ましい科目：特になし
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| 授業の詳細5 |
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| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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