授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | | 本講義では、状態図と相変態の基礎および応用について学ぶ。材料工学における先端技術である、CALPHAD法とフェーズフィールド法について、総合的な解説を行う。受講生は、実際の複雑な材料組織を系統的に理解し、かつコントロールする実効的方法論を、エネルギー論および速度論の観点から学ぶ。本 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | | This course focuses on the fundamental bases and applications of phase diagram and phase transformations. The advanced techniques on materials science and engineering, i.e., the calculation of phase diagrams by CALPHAD method, and the simulation of phase transformations by phase-field method, are explained, comprehensively. Students will learn the systematic strategy to understand and control the internal complex microstructures in real materials based on the energetic approaches and dynamic simulations. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | 講義の到達目標は、以下のようにまとめられる。
・状態図とギブスエネルギーの関係がわかる。
・状態図とギブスエネルギーから、相変態のシークエンスがわかる。
・CALPHAD法におけるTDBファイル形式がわかる。
・フェーズフィールド法の全体像がわかる。
・勾配エネルギーの意味が理解できる。
・マイクロメカニクスの基本が理解できる。
・組織形成の計算機シミュレーションの概要を知る。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | The goals of this course are as follows.
・To understand the relation between phase diagrams and Gibbs energies.
・To realize the sequence of phase transformations from phase diagrams and Gibbs energies.
・To understand the meaning of TDB file format in CALPHAD method.
・To look over the landscape of phase-field approaches.
・To understand the physical meaning and mathematical derivation of gradient energy.
・To understand the basis of micromechanics.
・To understand the framework of computer simulation of phase transformations
and microstructure evolutions. |
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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 | | | Metallography, Computational Materials Design |
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授業の内容【日本語】
Course Content | | 以下のテーマについて講義する。
１．熱力学の数学的構造
２．状態図の熱力学
３．CALPHAD法、TDBファイル
４．界面の熱力学
５．ギブスエネルギーと拡散
６．フェーズフィールド法
７．勾配エネルギーとスピノーダル分解
８．マイクロメカニックスの基礎
９．組織形成の計算機シミュレーション
毎回の授業前に、教科書の関係個所およびTACTの資料を読んでおくこと。 |
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授業の内容【英語】
Course Content | | The contents of this course are as follows.
1. Mathematical framework of general thermodynamics
2. Thermodynamics on phase diagrams
3. CALPHAD method and TDB file format
4. Thermodynamics of interface
5. Gibbs energy and diffusions
6. Phase-field method
7. Gradient energy and spinodal decomposition
8. Introduction to micromechanics
9. Computer simulations of phase transformations
Students should check the above items based on the textbook or documents on TACT by the next lecture. |
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成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria | | 成績評価は、以下の方法で行う。
・講義への出席状況と受講態度 10%、
・小レポート 10%、
・期末試験 80%、以上の割合
で総合判定する。
CALPHAD法とフェーズフィールド法のそれぞれについて、基礎的な問題を正確に扱うことができれば合格とし、より高度な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 | | Your overall grade in the class will be decided based on the following:
Class attendance and attitude in class:10%,
Short reports: 10%,
Term-end examination: 80%
As for the each of CALPHAD method and phase-field method, pass the examination if the basic problem can be dealt with correctly, and if it can handle the more advanced problem, reflect it in the grade accordingly. |
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履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes | | ・履修条件は要しない。
・教員への質問は，TACT 機能「メッセージ」により行うこと。
・授業に関する受講学生間の意見交換は，TACT 機能「メッセージ」により行うこと。 |
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履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes | | ・No registration requirements.
・Ask questions to teachers using the TACT function "Message".
・The TACT function "Message" can be used to exchange opinions among students. |
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教科書【日本語】
Textbook | | | 小山敏幸, 高木知弘：「フェーズフィールド法入門」, 丸善, (2013). |
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教科書【英語】
Textbook | | | T.Koyama and T.Takaki: Introduction to phase-field method, Maruzen, (2013). |
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参考書【日本語】
Reference Book | | 阿部太一:「カルファド法による状態図計算」, 内田老鶴圃, (2015).
西澤泰二：「ミクロ組織の熱力学」, 日本金属学会, (2005). |
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参考書【英語】
Reference Book | | T. Abe: Calculation of phase diagram by CALPHAD method, Uchida Rokakuho Pub. Co.Ltd., (2015).
T. Nishizawa: Thremodynamics for microstructures, Japan Institute of Metals, (2005). |
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授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | | 予習および復習用に課題を課す場合があります。またその解答についてはTACTを通じて展開します。 |
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授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | | Short reports may be made for preparation and review, and the answers will be provided through TACT. |
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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. | | | 授業は対面もしくは対面・遠隔（オンデマンド型）の併用で行う予定である(状況の拠っては、遠隔のみの場合もある)。遠隔授業はZOOMで行い、資料の共有等に関しては、TACTにて行う。 |
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授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc. | | ・Classes will be conducted by face-to-face, or in combination with face-to-face and remote (on-demand type) (depending on the situation, it may be only remote).
・Remote lecture will be conducted at ZOOM, and the lecture handouts will be shared through TACT. |
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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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