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天然に産する鉱物の結晶の内部やその集合体には様々な組織が観察される。これらの組織は，鉱物や岩石の形成過程ならびにその後の履歴を考える上で重要な情報を含んでいる。この講義では，鉱物の内部に観察される様々な組織とその成因について解説し、鉱物の様々な組織について学びます，そして，それぞれの組織がどのように形成されるのか理解することにより，鉱物の生成履歴を知るための天然の鉱物の組織解析の基礎とします。
本講義は、鉱物構造論特論IIと同時開講します。
The aim of this lecture is to give to students an overview of basic concepts in texture and structure of mineral. Student will introduce to basics of structure and morphology, texture of minerals.
The "Advanced Lecture on Mineral Texture II" will be lectured together with "Advanced Lecture on Mineral Structure II".
本講義では，結晶成長理論に基づき，何もないところから鉱物の結晶が形成されるメカニズム（核形成と結晶成長）とその背景にある物理化学について解説する．特に，結晶化の駆動力と溶液系における物質輸送，結晶形態や組織を決める諸要因について理解を深めることを目指す．さらに，天然および実験室における鉱物の結晶化・自己組織化の例をいくつか紹介し，講義を通して身に着けた理論をどのように応用，発展させられるか実践的に考察する．
This lecture is aimed at understanding crystallization (nucleation and crystal growth) mechanism including the physics and chemistry involved in the process based on the theory of crystal growth. In particular, the driving force of crystallization, material transport in solution and the major factor controlling morphology and texture of crystals are important points to study. Examples of crystallization and texturing of natural and synthetic minerals will be given to understand how we apply those theory/principles and methods to proceed practical study.
鉱物結晶の成因を解明するためには，様々な観察を行い，それらの結果を総合的に判断する必要がある．鉱物の結晶構造中の情報の中には，成長時の環境に関する条件が凍結保存されている可能性のあるものがある．そうした情報を引き出すための基礎を学ぶ．
内容としては，X線回折法・中性子回折法・赤外分光法・ラマン分光法などの解析・分析手法に関して，これまでに行ってきた実際の研究例などを示しながら講義を行う．特に，鉱物成因論特論Iでは，赤外分光やラマン分光といった分光学的な手法に関連した講義を行う．
鉱物成因論特論Iは，鉱物構造論特論Iとセットで講義を行う．
Minerals are treated as minimum fundamental units in the earth science field, and information on various properties of each mineral is indispensable not only for the global earth but also for consideration of extra-terrestrial planets. Such various properties are closely related to the atomic arrangement (crystal structure) in each mineral.
The purpose pf this class is acquire fundamentals on crystallographic and crystal chemical methods to obtain structural information of each mineral: X-ray diffraction, neutron diffraction, electron microscopy, FT-IR observation, Raman spectroscopy and so on. Especially, spectroscopic methods are treated in this class.
The class of "Advanced Lecture on Mineral Texture I" will be lectured together with "Advanced Lecture on Mineral structure I".
学部授業の「鉱物結晶学」・「鉱物構造学」や「顕微鏡実習」において，結晶形態，結晶に見られる成長組織，鉱物の内部構造などに関する基礎を学び，鉱物の記載方法や粉末回折実験から物質の同定方法を習得してきている．
大学院の講義では，各種観察や実験から得られる結晶学・結晶化学的な知見をより研究活動へ応用させるために必要な事項を講義する．また，これからの学問領域について議論したい．鉱物構造論特論Iは，鉱物成因論特論Iとセットで講義を行う．
鉱物構造論特論Iでは，X線回折法・中性子回折法・赤外分光法・ラマン分光法などの解析・分析手法のうち，特に回折実験に関連した内容について、これまでに行ってきた実際の研究例などを示しながら講義を行う．
Minerals are treated as minimum fundamental units in the earth science field, and information on various properties of each mineral is indispensable not only for the global earth but also for consideration of extra-terrestrial planets. Such various properties are closely related to the atomic arrangement (crystal structure) in each mineral.
The purpose pf this class is acquire fundamentals on crystallographic and crystal chemical methods to obtain structural information of each mineral: X-ray diffraction, neutron diffraction, electron microscopy, FT-IR observation, Raman spectroscopy and so on. Especially, X-ray diffraction methods are treated in this class.
The class of "Advanced Lecture on Mineral Texture I" will be lectured together with "Advanced Lecture on Mineral structure I".
鉱物の構造や組織の解析には、電子線を用いた解析が広く行われている。この講義では、電子線を用いた解析を行うために必要な結晶学的な基礎知識を学ぶとともに、解析方法の原理について理解する。そして、このような方法を用いて解析された鉱物の構造や組織について紹介する。
Since minerals are the basic building unit of earth materials, this course is designed to give the student mineralogy and crystallography, necessary to understand processes. Student will learn the basic principles behind the arrangement of atoms to form crystal structures, how these atoms are coordinated and bonded and how this is reflected in the external form, chemical composition, and physical properties of the crystals.
本授業では、鉱物学全般について理解する。
特に結晶の対称性についての基礎的事項、鉱物の性質についての基本的知識を学ぶとともに、鉱物が形成されるプロセスについても学ぶ。
Mineralogy is the science of minerals, which are the naturally occurring, crystalline elements and compounds making up the solid parts of the universe. This course will provide fundamentals on the chemical and physical aspects of mineralogy necessary for classification, description, identification, and understanding the modes of occurrence of minerals.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
1. 目的
材料に希望する機能を持たせるには、分子構造からはじまって、それら集合体としての高次構造や相構造を制御する必要がある。今後産業の中心となり得るナノテク材料の合成や、それを実現するための自己組織化あるいは微細構造制御も、分子間相互作用やそれに基づく組織形成過程についての理解が必要となる。本講義では、高次構造や相構造の形成機構や過程を学ぶとともに、機能性材料の合成プロセスに関する知識を深める。
2. 概要
初めに相平衡や相転移に焦点をあてて出現する材料構造との関係について学び、続いて材料合成と反応との関係について理解を深める。
3. 達成方法等
本講義では主に以下の２項目を目的達成の目安とする。
3-1. 高次構造や相構造制御のための基本的な材料プロセシングを説明することができる。
3-2. 新規な材料を設計し合成する際に、上記プロセッシングを材料の機能化に役立てることができる。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
1. Purpose
Precise control over material morphologies, which includes hieratical designs from molecules to their assemblies, is essential to develop functional materials. A variety of phenomena dominating the material morphologies, such as phase equilibrium, mass transfer and diffusion, should be understood for the development of functional materials. Reaction conditions and practical operation methods for controlling the physical properties of products, micro-scaled structures of materials and phase structures of materials will be explained in the course targeting for organic polymer materials, inorganic materials and their composites.
2. Abstract
Phase equilibria and phase transition are firstly focused on to learn their effect on material morphologies, and then reaction conditions are explained to understand their effect on material morphologies in the synthesis of functional materials.
3. The following is main criteria of learning achievement in this course.
3-1 Attainment to explain basic material processing for controlling hieratical and/or phase separated structures of materials.
3-2 Attainment to utilize the above processing for functionalization of materials in the development of novel materials originally designed.
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)
※対面授業です。
※この科目では、必要に応じて、Classroomを使用して講義資料の提供やレポート提出を行います。
１．目的
建造物、プラント、器具、デバイスなどを長時間、安心して使うためには構成材料の強さ、硬さ、強靭性・脆弱性などの特性に関する理解が欠かせない。これら材料の性質が材料固有の性質とともに、その組織にも依存していることを学び、材料の組織形成とその制御の基礎について学ぶ。
２．概要
材料は力学的性質を主に利用する構造材料と電気、磁気、光学などの性質を主に利用する機能材料に大別される。この授業科目では前者の構造材料を中心にして、種々の金属・合金材料における組織形成過程と組織制御の類例を学ぶ。
３．達成目標等
・構造材料の基本特性をその組織から説明することができる。
・材料選択にあたって材料科学的視点からその特徴を説明することができる。
・材料工学周辺の一般工学に関しての基礎知識を得る。
・工学と自然現象や人間社会との関わりを理解し、研究者や技術者として貢献できる能力を修得する。
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)
*This class will be held face-to-face.
* In this class, we will use Classroom to provide lecture files and to submit reports, as necessary.
1. Objective
Knowledges about the strength, hardness, toughness and brittleness of materials are necessary to use building, plant, equipment and device with confidence during long time. In this course, students will earn the effects of microstructure on the materials properties as well as inherent nature. In addition, students will learn the basic principle of the microstructure control technique.
2. Overview
Materials are roughly classified into structural materials that mainly utilize mechanical properties and functional materials that mainly utilize properties such as electricity, magnetism, and optics. In this class, students will learn structure control in various metal and alloy materials, mainly taking structural materials as an example.
3. Achievement goals
・ The purpose of this class is to help students explain the basic properties of structural materials from the viewpoint of microstructure.
・ The purpose of this class is to help students explain the characteristics of material selection from the viewpoint of material science.
・ This class is designed to help students gain the perspective needed to review basic knowledge about general engineering around material engineering.
・ This class is designed to help students gain the perspective needed to understand the relationship between engineering and natural phenomena and human society, and to acquire the ability to contribute as a researcher or engineer.
１．目的
セラミックス材料の基礎と特にエレクトロデバイスへの応用について学ぶ。
２．概要
セラミックス材料の結晶構造、構造欠陥、拡散、相平衡などの基礎的事項について学ぶ。さらに、セラミックス材料の機能性と応用について、誘電性、イオン伝導性などのエレクトロデバイスに重要な基礎的事項とこれらの現象の応用について学ぶ。
３．達成目標
この授業では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・本学科の学習・教育目標のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに関する能力を含めて修得する（*1備考欄参照）。
・セラミックス材料の結晶構造、構造欠陥、相平衡等の基礎的事項を理解し、説明することができる。
・誘電体、イオン伝導体の基礎を理解し、説明することができる。
・セラミックス材料の基礎と応用について理解し、説明することができる。
This course covers the fundamentals and applications of ceramics. The basic concepts of the inorganic materials such as crystal structure, defects, diffusion, phase equilibrium will be provided. In addition, functions such as dielectric and electronic properties will be explained.