材料機能工学科

科目 Pick Up

物性基礎論 Ⅰ・Ⅱ

物質の3体のうち固体、なかでもさまざまな結晶物質でおこる物理現象を理解するために不可欠な学問を固体物理学といいます。物性基礎論1では原子の結合力、結晶構造、点欠陥と転位、結晶による波の回折、逆格子とブリルアン・ゾーンなど、結晶に関する基本概念を学びます。続く物性基礎論2では、結晶の結合の種類、結合エネルギーと結合力、結晶の振動、格子エネルギーと比熱など、結晶に関する基本概念を学びながら結晶の結合などについてのエネルギー的考察の理解を深めます。

量子力学 Ⅰ・Ⅱ

量子力学は、ナノスケールの世界の物理現象を説明する理論であり、近年益々その重要度が高まっています。「ナノテクノロジー」分野で活躍したい人にとっては必須の学問といえるでしょう。量子力学1では、量子力学の成り立ちや位置づけから始まり、主にシュレーディンガー方程式を用いた基礎的問題の取り扱いを通して、量子力学の基本的考え方と意義を学びます。続く量子力学2では、量子力学1で学んだ量子力学的要請を最も単純な原子である水素に適用し、水素原子のエネルギー固有値を求めます。次に原子核による粒子の散乱とトンネル効果について学びます。

結晶材料 Ⅰ

電気電子システム、機械システムに幅広く用いられる結晶材料の基礎について学びます。結晶を構成する原子の構造から始め、原子の結合による結晶の形成され方とその種類について、さらに、結晶方位ならびに結晶面の表記方法、実用上の観点から問題となる各種の欠陥について学びます。

半導体基礎論

半導体は、ダイオード、トランジスタ、FET、発光ダイオード、レーザダイオード、サイリスタなどを構成する基幹材料として、現代最も重要かつ不可欠の材料です。この講義ではその極めて重要な半導体の物性を、電気磁気学、量子力学、固体物理学などをもとに理論的に理解し、エレクトロニクス材料を学ぶための基礎を固めます。

半導体工学

現在世の中で用いられている半導体デバイスには、シリコンを用いたものと化合物半導体を用いたものがあります。それぞれの半導体の物性や添加する不純物、さらには半導体同士の接合、半導体と金属との接合の働きなど基本的性質や構造の学習を通じて、ダイオード、トランジスタ、FET等の半導体デバイスの中で何が起きているか、その現象を理解します。

金属材料

金属製品や構造用金属材料はすべて2つないしそれ以上の元素から構成されている合金です。合金は状態図をみれば、その特性が理解できます。そこで、合金に関する基礎である二元系合金状態図の作図法や読み方などを学びます。特に鉄は金属の王様と言われ、その鉄と炭素(Fe3C)の合金である鋼は優れた性質を有し、構造用材料をはじめあらゆる分野で使われている材料です。鋼を知り、鋼を正しく活用していくためにFe-C系合金の基礎を学び、Fe-C系状態図を完全理解し応用できる能力を付けます。

機能性複合材料

性質の異なる複数の材料を組み合わせることによって個々の材料にはない優れた特徴を持たせた材料が複合材料です。この授業では、代表的な複合材料である繊維強化プラスチック(FRP)を中心に、その構成素材・内部構造・成形加工法・力学的挙動について学び、複合材料の機能性を利用する基礎を習得します。さらに、複合材料がどのように活用されているか、どのような問題点があるかについて、具体例を挙げながら学びます。

材料加工学 Ⅰ・Ⅱ

加工技術の理解は材料技術者にとって、素材を製品化するうえで非常に重要です。機械構造材料の加工手法に関しては除去加工、溶融加工、塑性加工などさまざまな方法があります。材料加工学1では、機械加工の根幹である切削加工を中心に講義を進め、①切削抵抗発現の機構、②加工精度と切削条件、③研削加工および砥粒加工との比較、に関して学びます。続く材料加工学2では、溶融加工に関する加工手法(溶接、鋳造)を加工手法の特異性に起因する組織構造の変化との関連に重点をおいて学び、溶融加工に関して注意すべき事項、および他の手法(除去加工、変形加工)との利用区分の理解をします。

材料機能工学実験 Ⅰ・Ⅱ・Ⅲ

材料機能工学の知識を深め、また発展させるために、物理・化学・コンピューター系、電気系、機械系のテーマ別に少人数グループでさまざまな実験を実施します。実験実習を通して実験装置の取扱いなどの実験方法、得られた結果をまとめ分析すること、得られた結果の考察、さらにはレポート作成について学び、技術者・研究者として必要不可欠な実験の計画・実行およびデータ解析の能力、日本語による論理的な記述力、自主的、継続的に学習できる能力、与えられた制約の下で計画的に仕事を進め、まとめる能力を養います。

卒業研究

4年間の集大成である卒業研究は、これまで学んできたことを生かし、各研究室の方針に沿って、自ら問題点を明らかにし、その解決方法を考え実践する科目です。この科目を通して、①未知の研究課題に対して、個人もしくはグループで研究を実施し、さまざまなディスカッションを行うことによって、創造性を駆使して複数のアイデアを提示し、課題解決を図ることのできるエンジニアリング・デザイン能力、②国内外の研究の進捗状況の調査を通じ、環境・文化など自然や社会への影響についても考察を行い、国際的な視野に立って研究を進める能力、③研究室でのゼミ(輪講)・中間発表・ミーティングを通じ、課題解決のためにコミュニケーション力やチームワーク力を発揮できる能力、④卒業論文をまとめることによって論理的記述能力、⑤卒業研究発表を行うことによってプレゼンテーション能力を養うことを目的としています。

材料強度学

航空機や橋梁などの大型構造物の事故の多くは、材料内部の非常に小さな欠陥の成長によって発生します。予想される欠陥の形態について材料組織の構造から考えます。

構造解析学Ⅰ

物質構成を原子レベルで理解する方法、半導体材料、生体物質など幅広く取り上げ、力学、化学、物性基礎論などで学んだ知識をもとに、実践的側面から材料の基本的性質を学びます。

機械設計・製図

空想を現実にする第一歩、アイデアを図面に描き、具象化する技能を修得します。基本的な機械要素の部品図や組立図を2次元CADを使って描きます。
機械製図の基礎を学び、また2次元CADの操作をマスターします。

天白キャンパス

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