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粉体加工学 / Powder processing and powder metallurgy

単位数: 1. 担当教員: 野村 直之. 開講年度: 2024.

主要授業科目/Essential Subjects

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

1.目的
粉体粉末冶金を基にした製品の製造工程を検討する際に基礎となる、粉末の基礎的性質、粉体加工技術およびその成形体の評価方法について学習する。粉末の製造方法や評価方法、組織制御法について説明する。固化成形のための粉末調整やその成形法、焼結の基礎について学習する。焼結体の評価方法や緻密化に必要なプロセスと現象を理解することで、粉体加工学の基礎学問を習得することを目的とする。

2.概要
本授業科目では、材料に形状を付与する代表的な素形材加工法としての粉体加工技術の解説とその技術を支える学問について学習する。

3.達成目標等
・本学科の学習・教育目標のA、B、C、Kに関する能力を含めて修得する。
・粉体加工技術の位置付けを理解し、それら知識を習得すること。
・粉体加工技術における典型的加工法と基本的プロセスの知識を習得すること。
・粉体加工技術の基盤となる学問の理解と習得およびその知識を応用する能力を習得すること。

授業の目的・概要及び達成方法等(E)

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Purpose
This course covers the basics of powder characteristics, powder processing, and evaluation methods for the compacts from the powder metallurgical aspects. The lecturer explains fabrication, evaluation, and microstructure controlling methods for powders. Students also learn powder preparation, consolidation methods, and basics of sintering. The course aims to acquire basic knowledge of powder processing and powder metallurgy through understanding the properties of powder and sintered compacts, densification process, and its phenomena.

2. Overview
In this course, students will learn about powder processing technology as a typical material processing method to give shape to materials, and the science that support this technology.

3. Goal
The students will acquire abilities related to A, B, C, and K of the department's learning/education objectives, including the following:
To understand the position of powder processing technology and to acquire the knowledge.
To acquire knowledge of typical processing methods and basic processes in powder processing technology.
To understand and acquire the knowledge of the basic studies of powder processing technology and to acquire the ability to apply this knowledge.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

材料力学Ⅰ、材料組織学、材料強度学を履修していることが望ましい。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(E)

Students are strongly expected to take Mechanics of Materials I, Microstructure Science for Materials, and Fundamental Aspects of Strength of Materials.

授業計画

1. 粉体加工学序論
2. 粉末の製造(メカニカルアロイング、アトマイズ法、超微粉)
3. 粉末の特性と評価法(粒度分布、粒子形状、粒子間摩擦)
4. 粉末の圧縮成形(粉末の混合と充填、圧縮成形法、特殊成形技術)
5. 焼結(固相焼結、液相焼結、加圧焼結)
6. 焼結体の評価法
7. 焼結材料の応用(機械部品、電子材料、工具材料)

授業計画(E)

1. Introduction of powder processing and powder metallurgy
2. Fabrication of powders (mechanical alloying, atomization, ultra-fine powders)
3. Characterization of powders (powder distribution, particle shape, friction)
4. Powder compaction (mixing and packing, compaction, special forming techniques)
5. Sintering (solid phase sintering, liquid phase sintering, hot-pressing)
6. Evaluation of sintered compacts
7. Application of sintered compacts (mechanical parts, electronic parts, cutting tools)

授業時間外学習

予習:シラバスの項目について参考書の対応箇所を読み,理解できる部分と理解できない部分を明確にしておく.
復習:参考書を読み直したり,講義ノートを整理したりすることで,講義の内容をよく理解する.レポート課題がある場合はそれに取り組む

授業時間外学習(E)

Preparation: Students should read a related part of the textbook before the lecture and clarify the points which you do not understand well.
Review: You should reorganize your lecture notes to fully understand what you have learned. Do homework when it is assigned.

成績評価方法及び基準

試験およびレポート等による総合評価

成績評価方法及び基準(E)

Credit will be given based on reports and examination.

教科書および参考書

  • 粉体粉末冶金便覧, 内田老鶴圃 (2010) ISBN/ISSN: 9784753650965
  • 粉末冶金の科学, R.M.German著、三浦・高木訳, 内田老鶴圃 ISBN/ISSN: 9784735650910
  • セラミックス材料科学入門, Kingery-Bowen著 猪股他訳, 内田老鶴圃 ISBN/ISSN: 9784753651214

オフィスアワー

オフィスアワーは、火曜日 10:30~12:00とする。事前にE-mail等で連絡すること。教員の連絡先は授業中に伝える。

オフィスアワー(E)

Office hours are from 10:30 to 12:00 on Tuesdays. Make an appointment in advance via e-mail or other means. The contact information for the lecturer will be given in the class.

備考

記号A-Mについては、マテリアル・開発系の教育目標を参照してください。
https://www.material.tohoku.ac.jp/department/purpose.html

Please refer the website on the meaning of letter A to M as follows. https://www.material.tohoku.ac.jp/department/purpose.html

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