2019年度 固体構造物性特論   Advanced Lecture on Crystal Structure and Correlation with Properties of Solids

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開講元
エネルギーコース
担当教員名
八島 正知 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火5-6(H119B)  
クラス
-
科目コード
ENR.I420
単位数
1
開講年度
2019年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2019年4月5日
講義資料更新日
2019年7月30日
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

無機材料、結晶構造と構造物性の基礎と応用について講義する。工業材料の構造評価において重要な粉末回折法を中心に、実験技術(X線、放射光X線、中性子)および解析法(リートベルト法、最大エントロピー法)について述べる。燃料電池材料や光触媒などのエネルギー関連材料、排ガス浄化触媒、誘電体の構造物性を学ぶ。
無機材料の構造を原子レベルで理解し、構造と物性の相関を考察し、材料をデザインすることを目指します。

到達目標

本講義を履修することによって,無機材料を原子レベル・電子レベルで理解できるようになること、結晶学データや構造解析の結果を含む論文を読み、理解できるようになることを到達目標とする。結晶構造を描くことができるようにすること、結晶構造の見方を理解すること、原子間距離や結合角、配位数、結合原子価の総和(BVS)を見積もれるようにすることを目標とする。

キーワード

無機材料 結晶構造 材料特性 構造物性  実用材料 X線粉末回折 放射光X線粉末回折 中性子粉末回折 リートベルト法  最大エントロピー法 燃料電池材料 光触媒クリーンエネルギー環境材料 排ガス浄化触媒 誘電体

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

受講者は各講義の前にスライドをダウンロード、プリントアプトして予習する必要がある。講義はスライドを用いて行なう。講義時にグループディスカッションを行い、クイズを解く。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 イントロダクション 結晶構造 結晶構造を描き、理解する事
第2回 酸化物イオン伝導体(1) 蛍石型およびペロブスカイト型酸化物イオン伝導体 蛍石型およびペロブスカイト型酸化物イオン伝導体の構造とイオン伝導を理解する事
第3回 酸化物イオン伝導体(2) 層状ペロブスカイト型酸化物イオン伝導体 層状ペロブスカイト型酸化物イオン伝導体の構造と酸化物イオン伝導を理解する事
第4回 リチウムイオン伝導体 リチウムイオン伝導体の構造とリチウムイオン伝導を理解する事
第5回 プロトン伝導体、生体材料 生体材料の結晶構造とプロトン伝導を理解する事
第6回 誘電体と光触媒 誘電体と光触媒の構造と特性を理解する事
第7回 排ガス浄化触媒 排ガス浄化触媒の構造、状態図と特性を理解する事
第8回 まとめとクイズ 無機材料の構造物性を理解する事

教科書

特になし

参考書、講義資料等

「ウエスト 固体化学 基礎と応用」講談社 (2016); 戒能俊邦、菅野了次著 『材料科学 基礎と応用』 東京化学同人 (2008); ウエスト 固体化学 基礎と応用 Peter Atkins, et al. "Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry," Fifth Edition, Oxford University Press, (2009); 佐久間健人, セラミック材料学, 海文堂, ((1990); 若林裕助, 構造物性物理とX線回折, 丸善出版, (2017).

成績評価の基準及び方法

無機材料を原子レベル・電子レベルで理解しているかを評価する。(期末試験(60%)+演習・レポート(40%))および期末試験(100%)のうち高い点数で成績を評価する。

関連する科目

  • CHM.B335 : 固体化学
  • CHM.B333 : 結晶化学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特に無し

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