授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | | 工学的に何かを実現しようとすれば，必ず適切な材料が必要になる．したがって，工学のどのような分野においても，材料の基本的な性質を理解しておくことが欠かせない．この講義では，工学の基礎としての材料の科学を概観すると同時に，特にエネルギー分野で利用されている材料について，物質のどのような性質が利用されているか，その性質がなぜ現れるか等について学ぶ．さらに，それらを通して，物質の多様性や材料研究・材料開発の重要性を理解する． |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | | In every field of engineering, it is essential to understand the basic properties of materials. This course deals with materials science as a basis of engineering with emphasis on the materials used for energy application. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | この講義では，受講者が講義終了時に以下の知識・能力を身につけていることを目標とする．
1. 化学結合の種類およびその成り立ちを量子論の観点から説明できる．
2. 結晶の特徴および代表的な結晶構造を具体的に説明できる．
3. 結晶構造の乱れにはどのようなものがあり，結晶の性質にどのような影響を及ぼすか説明できる．
4. 固体中の原子の拡散を支配する方程式および微視的機構を説明できる．
5. 材料の機械的性質や電気的性質を物質の微視的性質から説明できる．
6. 原子力材料の特徴および原子力環境に特有な現象である材料の照射損傷について説明できる． |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | The goals of the course are to
- be able to explain chemical bonding from the quantum-mechanical point of view,
- obtain the knowledge about typical crystal structures,
- understand crystal defects and their effects on crystal properties,
- be able to explain mechanical and electrical properties of materials from the microscopic point of views,
- be able to explain characteristics of nuclear materials.
- understand variety of materials and importance of materials research. |
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バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects | | |
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バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects | | |
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授業の内容【日本語】
Course Content | | 序章 エネルギーと材料
0.1 エネルギーの種類と変換
0.2 エネルギーの保存則
0.3 熱エネルギーの特徴
0.4 エネルギー材料
第１章 原子の構造
1.1 水素原子
1.2 多電子原子
第２章 化学結合
2.1 化学結合の種類
2.2 共有結合
2.3 イオン結合
2.4 金属結合とエネルギーバンド
2.5 分子軌道から見た結合のまとめ
第３章 結晶構造と結晶学
3.1 結晶とは
3.2 金属結晶
3.3 イオン結晶
3.4 共有結合結晶
3.5 非晶質固体
3.6 結晶学の基礎
3.7 結晶による回折
第４章 実在固体の構造
4.1 構造とスケール
4.2 点欠陥
4.3 線欠陥，面積欠陥
第５章 拡散
5.1 拡散方程式
5.2 拡散の原子論
5.3 イオン伝導
5.4 拡散現象の応用
第６章 固体の機械的性質
6.1 応力とひずみ
6.2 変形と破壊
6.3 時間に依存する特性
第７章 固体の電気的性質
7.1 絶縁体・半導体・金属
7.2 金属の電気伝導
7.3 半導体の電気伝導
7.4 半導体のpn接合とその応用
7.5 熱電効果
第８章 原子力材料
8.1 発電用原子炉の構造
8.2 発電用原子炉を構成する材料
8.3 照射損傷
事前に配布する講義資料を読んで予習しておくこと．また，随時レポート課題を出すので解答を提出すること． |
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授業の内容【英語】
Course Content | | |
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成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria | | | 達成目標に対しての修得度をレポートおよび期末試験にて評価する．「本講座の目的およびねらい」で述べた目標について，基本的な問題を正確に扱うことができれば合格とし，より難易度の高い問題を扱うことができればそれに応じて成績に反映させる． |
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成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria | | |
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履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes | | 履修条件は課さない．
授業は対面を基本に遠隔（オンデマンド型，NUCT）も併用して行う。 |
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履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes | | |
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教科書【日本語】
Textbook | | | 教科書は特に定めない．講義内容をまとめた資料を事前に配布する． |
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教科書【英語】
Textbook | | |
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参考書【日本語】
Reference Book | | 1. 野村浩康，川泉文男 編，卜部和夫，川泉文男，平澤政廣，松井恒雄 著：理工系学生のための化学基礎 第7版，学術図書出版社，2018．
2. Richard J. D. Tilley著，滝澤博胤，田中勝久，大友明，貝沼亮介 訳：固体材料の科学，東京化学同人，2015．
3. 村石治人：新版 基礎固体化学 無機材料を中心とした，三共出版，2016．
4. 吉村一良，加藤将樹：無機固体化学 構造論・物性論，内田老鶴圃，2019．
5. 幸田成康：改訂 金属物理学序論，コロナ社，1973．
6. 高橋清，山田陽一：半導体工学 半導体物性の基礎（第3版），森北出版，2013．
さらに講義の進行にあわせて適宜紹介する． |
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参考書【英語】
Reference Book | | |
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授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
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授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
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使用言語【英語】
Language used | | |
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使用言語【日本語】
Language used | | |
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授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc. | | |
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授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc. | | |
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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) | | |
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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) | | |
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