学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate

工学部

時間割コード
Registration Code

0836140

科目区分【日本語】
Course Category

専門基礎科目

科目区分【英語】
Course Category

Basic Specialized Courses

科目名　【日本語】
Course Title

先端プロセス工学１

科目名　【英語】
Course Title

Advanced Processes Engineering 1

コースナンバリングコード
Course Numbering Code

担当教員　【日本語】
Instructor

髙田尚記 ○ 足立吉隆水口将輝

担当教員　【英語】
Instructor

TAKATA Naoki ○ ADACHI Yoshitaka MIZUGUCHI Masaki

単位数
Credits

開講期・開講時間帯
Term / Day / Period

秋火曜日５時限
Fall Tue 5

授業形態
Course style

講義
Lecture

学科・専攻【日本語】
Department / Program

マテリアル工学科

学科・専攻【英語】
Department / Program

Department of Materials Science and Engineering

必修・選択【日本語】
Required / Selected

必修

必修・選択【英語】
Required / Selected

Compulsory

授業の目的　【日本語】
Goals of the Course(JPN)

本講義は、以下の3つの観点から材料プロセスについて解説する。

【０】ガイダンス
【１】熱処理プロセス（担当　高田）
【２】鉄鋼プロセス　（担当　足立）
【３】薄膜成長プロセス（担当　水口）

【１】金属材料は，多くの場合熱処理プロセスを用いて高強度化を達成する．本講義では，熱処理プロセスと金属組織の変化（特に析出）の関係を理解し，金属材料の高強度化の基礎を理解する．

【２】構造材料の組織制御は加工と熱処理を組み合わせて行われる。加工・熱処理は単独で行われる一方で、加工熱処理は加工と熱処理の相乗効果を狙った処理である。本講義では、相変態、再結晶挙動と加工の相乗効果に焦点を当てて平易に解説する。

【３】主として固相プロセスによる薄膜成長プロセスの基本を理解することを目的とする。薄膜成長における基本的なプロセスやメカニズムについて概説する。また、様々な機能性薄膜材料についてその作製法、特性や応用例などを概説する。

授業の目的　【英語】
Goals of the Course

This lecture will explain the material process from the following three viewpoints.

<0> Guidance
<1> Heat treatment process (Naoki TAKATA Associate Professor)
<2> Thermo-mechanical treatment process (Yoshitaka ADACHI Professor)
<3> Thin-film growth process (Masaki MIZUGUCHI Professor)

<1>The lecturer intends to introduce critical issues on heat treatment processes to control microstructure of metals in terms of physical metallurgy. Based on above knowledge, the students will be guided to understand correlation between heat treatment process, microstructure and properties and also to get some insights on strengthening mechanism of metallic materials.

<2> Tissue control of structural materials is done by combining processing and heat treatment. While processing and heat treatment are performed independently, thermo-mechanical treatment is a treatment aiming at a synergistic effect of processing and heat treatment. In this lecture, we focus on phase transformation, recrystallization behavior and synergistic effect of processing and explain it easily.

<3> The purpose of this lecture is to understand fundamental processes for the crystal growth of thin films mainly by the solid-phase growth. Processes and mechanism during the thin-film growth will be discussed. Fabrication methods, properties and application of various functional thin films will be also introduced.

到達目標　【日本語】
Objectives of the Course(JPN))

到達目標　【英語】
Objectives of the Course

バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects

金属材料学，材料強度学
物理化学，電気化学，無機化学

バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects

Metallurgy, Strength and Fracture of Materials, Physical Chemistry, Electrochemistry, Inorganic Chemistry

授業の内容【日本語】
Course Content

【１】熱処理プロセス（4回）
１．平衡状態図の基礎
２．熱処理プロセスによる析出・相変態の基礎
３．析出・相変態を利用した金属材料の高強度化の理解
（２年生後期　材料強度学と連動する）

【２】鉄鋼の加工熱処理プロセス（4回）
１．鉄鋼の状態図と組織制御基礎（相変態、再結晶、析出）
２．フェライト鋼の制御圧延・加速冷却
３．マルテンサイト鋼の焼き入れ・焼き戻し・オースフォーミング
４．鉄鋼の製造プロセス（高炉、転炉、連続鋳造、熱間・冷間圧延、表面処理）
５．オーステンパー
６．マルクエンチ
７．マルテンパー
８．パテンティング

【３】薄膜成長プロセス（4回）
1. 相変化の熱力学、核形成、表面エネルギー
2. 結晶構造、表面カイネティクス、エピタキシャル成長
3. 機能性薄膜材料の作製法、特性、応用例

予習の状況と講義内容の理解度は定期的に行う演習問題で確認する．

授業の内容【英語】
Course Content

<1>Heat treatment process (4 times)
1. phase diagram
2. Phase transformation in Heat treatment process
3. Principle in Strengthening by Heat treatment process (2 times)

<2> Thermo-mechanical treatment process (4 times)
1. Ordinary hot processing
2. Controlled rolling / accelerated cooling
3. Quenching / tempering
4. Ausforming
5. Austempering
6. Marquenching
7. Martempering
8. Patenting

<3> Thin-film growth process (4 times)
1. Thermodynamics, nucleation, and surface energy
2. Crystal structure, surface kinetics, and epitaxial growth
3. Fabrication methods, properties and application of various functional thin film materials

成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria

レポートにより目標達成度を評価する．
100点満点で60点以上を合格とする．
【１】では「熱処理プロセスに伴う材料組織の変化」の基礎を理解し，合格とする．
【２】では「鉄鋼プロセス」の基礎を理解し，合格とする．
【３】では「薄膜成長プロセス」の基礎を理解し，合格とする．

成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria

Reports at the term end.
Record more than or equal to 60/100 is qualified.

履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes

履修条件は要さない．

履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes

No requirement for taking this class.

教科書【日本語】
Textbook

特に無し. 教科書は指定しないが、適宜講義資料を配付する．

教科書【英語】
Textbook

There are no textbooks prescribed. Handouts will be distributed at every sections in this lecture

参考書【日本語】
Reference Book

【１】熱処理プロセス
Materials Science and Engineering 8th edition, William D. Callister and David G. Rethwisch, Wiley (2011)
【３】薄膜製造プロセス：
西永頌著「結晶成長」(朝倉電気電子工学大系)

参考書【英語】
Reference Book

【１】Heat treatment process
Materials Science and Engineering 8th edition, William D. Callister and David G. Rethwisch, Wiley (2011)
【３】Thin-film growth process
Utau Nishinaga: "Crystal Growth"

授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours

演習問題がTACT上で配布される場合がある．

授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours

The exercise for each process may be open in the TACT system.

使用言語【英語】
Language used

使用言語【日本語】
Language used

授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc.

対面講義形式

授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc.

face-to-face lecture style (given in the lecture room)

遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【日本語】
Additional measures for remote class (on-demand class)

講義形式を、感染症状況によってオンライン（オンデマンド）形式に変更する場合がある

遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【英語】
Additional measures for remote class (on-demand class)

Lecture style may be changed to an online (on-demand) style depending on infection status.