2017年度 結晶成長と組織形成   Crystal Growth and Structure Formation

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開講元
材料系
担当教員名
熊井 真次  小林 郁夫 
授業形態
講義
メディア利用
 
曜日・時限(講義室)
火5-6(S8-101)  金5-6(S8-101)  
クラス
-
科目コード
MAT.M304
単位数
2
開講年度
2017年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2017年3月17日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

金属や合金の製造やものつくりの基本である融液からの結晶成長(凝固)について解説する。金属や合金が液体から固体へ変態する際に生じる変化を、ナノからマクロまで様々なスケールで眺め、結晶の核生成・成長、組織形成過程について理解させ、様々な凝固組織の生成機構やその制御法習得させる。 さらに粉末冶金やメカニカルアロイング、気相からの蒸着等、凝固とは異なる結晶成長と組織形成プロセスについても理解を深める。

到達目標

金属材料の物理、化学、力学的特性はその組織と密接に関係している。また、金属材料の組織はその製造プロセスによって大きく異なる。本講義では、様々な結晶成長様式とそれにより形成される組織との関係を理解させ、それらが金属材料の特性にどのように影響するか理解させることを目標とする。

キーワード

凝固、デンドライト成長、溶質偏析、組織制御、型鋳造、連続鋳造、粉末冶金、メカニカルアロイング

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

毎回の授業で出席を取ります

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 固相と液相の違い(構造と特性) 課題の提出については、随時教員の指示に従うこと
第2回 純金属融液からの結晶成長/固相の均質核生成
第3回 固相の不均質核生成
第4回 結晶成長(原子移動の観点から)
第5回 結晶成長(熱流の観点から)
第6回 合金融液からの結晶成長/溶質の分配と偏析(平衡凝固と非平衡凝固)
第7回 溶質の分配と偏析(非平衡凝固と組成的過冷却)
第8回 単相合金の結晶成長と組織形成
第9回 複相合金の結晶成長と組織形成
第10回 理解度確認 総合演習(1)凝固と結晶成長
第11回 焼結と粉末冶金Ⅰ(金属の焼結)
第12回 焼結と粉末冶金Ⅱ(その他の材料の焼結)
第13回 メカニカルアロイング
第14回 気相蒸着プロセスと組織
第15回 理解度確認 総合演習(2)粉末冶金と気相蒸着

教科書

特になし

参考書、講義資料等

金属の凝固を知る: 新山英輔(丸善)、Phase Transformation in Metals and Alloys: D.A.Porter and K.E. Easterling (Taylor & Francis)、Welding Metallurgy: Shindo Kou (Wiley-Interscience)

成績評価の基準及び方法

期末試験(80%)と理解度確認 総合演習(20%)で評価する。

関連する科目

  • MAT.M207 : 金属の状態図と相安定

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

関連科目の履修が望ましい

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