材料学概論 / Introduction to Materials Science and Engineering  

  大森 俊洋, 須藤 祐司, 竹田 修  

  工  

   

   

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)

※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。

※対面授業です。

１．目的

材料工学・科学を本格的に学んでいく上で不可欠な基礎に関して講義する。

２．概要

本講義は、これから学ぶ個々の専門科目に対する導入教育科目として行うものである。具体的には、天然資源の製錬、合金状態図、結晶構造や力学特性、電気、磁気等の物性に関する重要な基本事項を解説する。また、材料技術者倫理等についても学ぶ。

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。

 ・二元系共晶型状態図を読むことができる。

 ・ベースメタルの製造プロセスについての原理を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。

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)

* In this class, we will use Classroom to provide lecture files and to submit reports, as necessary.

* This class will be held face-to-face.

Objective

In this class, the basis of materials science and engineering is provided.

Overview

The purpose of the course is the introduction for many specialized subjects provided in the further classes, and process metallurgy, phase diagram, crystal structure and mechanical and physical properties are covered. In addition, the engineering ethics will be briefly introduced.

Goals

- The purpose of this course is to help students explain the basic properties of structural materials from the type of material.

- The purpose of this course is to help students understand the binary eutectic phase diagram.

- The purpose of this course is to help students explain the principle of the base metal manufacturing process.

- The purpose of this course is to help students explain the characteristics of material selection from the viewpoint of material science.

  材料組織学 / Microstructure of Materials  

  貝沼 亮介  

  工  

   

   

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

材料の微視的構造すなわち組織は、その材料の諸特性に大きな影響を与える。この授業では、組織制御に必要な材料組織についての基本事項を習得する。

２．概要

金属を中心とした材料組織を対象に、ミクロ組織の熱力学、状態図、拡散、相変態といった組織制御の基本事項を解説する。

３．達成目標等

この授業では、以下のような能力を習得することを目標とする。

・ 本学科の学習・教育目標のAに関する能力を含めて修得する。

・ 相平衡と自由エネルギーとの関係を理解し、状態図を読む能力。

・ 拡散現象の基本を理解し、自由エネルギーと結びつけて諸相変態を説明できる能力。

・ 組織制御のためのプロセス（加工熱処理等）法の原理を理解し、説明できる能力。

この科目ではClassroomを利用して講義資料と講義情報を発信します。

Classroomにアクセスし、クラスコードを入力してください。

なお、参考書は必ず事前に入手しておいてください。

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)

In this course, the basis of microstructure science of materials is provided.

The purpose of the course is to make the participants understand the basic issues on microstructures of materials, such as thermodynamics for microstructures, phase diagrams, atomic diffusion, phase transformations etc..

This course is designed to help students have the following abilities:

1. the abilities related to Education Issue "A" determined by our department.

2. the abilities to understand the relation between phase equilibrium and free energy and to read phase diagrams.

3. the abilities to understand diffusion phenomena and to explain phase transformations based on free energy.

4. the abilities to understand and explain principles of thermomechanical process for microstructure control.

This class uses Classroom to provide lecture information.

Please access Classroom and input the class-code.

  高温材料プロセス工学 / High-Temperature Materials Processing  

  福山 博之  

  環境  

   

  後期 水曜日 4講時  

 本講義では、金属、半導体やセラミックスなど高温プロセスによって製造されている材料プロセスの理解に必要な熱力学、材料工学、結晶成長に関する基本的事項を修得することを目的とする。機械系出身者など、材料系以外の学生にも基礎から学べるように講義レベルを設定している。

具体的には、以下の３つの内容について講義を行う。

（１）熱力学、熱化学データ集、状態図、融体物性等の基礎について理解する。

（２）材料工学（結晶欠陥、組織、機械的性質、組織観察法等）の基礎について理解する。

（３）結晶成長および結晶の形態等に関する基礎を理解する。

  材料理工学概論 / Introduction to Materials Science  

  安藤 大輔, 須藤 祐司  

  工  

   

   

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.

  非鉄金属プロセス学 / Nonferrous Extractive Metallurgy  

  朱 鴻民, 竹田 修  

  工  

   

   

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

非鉄金属製錬学の基礎となる反応の熱力学的取扱いを理解し、これに基づいて種々の金属の製錬法に関する知識を習得することを目的とする。

２．概要

主要な工業材料である、銅、亜鉛、アルミニウム、チタン、シリコン、希土類等のいわゆる非鉄金属は、互いに非常に異なった性質を有し、それらに合った様々な製錬プロセスによって製造される。それぞれの金属の特徴を理解させ、反応の基礎となる熱力学的な解析法を解説すると共に、個々の金属について鉱石から地金までの製錬の流れを講義する。

授業は、原則対面とする。講義資料については、Google classroom で通知するので、サイトを適宜確認すること。

３．達成目標等

・各種金属の化学的・物理的特徴を学習し、プロセスの基礎となる熱力学的取り扱いを理解すると共に、原料からの製錬プロセスに関する知識を習得し、応用できる能力を養う。

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. Objective

This course provides fundamentals of thermodynamics which is a base of non-ferrous metallurgy. Through the understanding, student will obtain basic knowledge on smelting process for several metals.

2. Outline

Non-ferrous metals such as copper, zinc, aluminum, titanium, silicon, and rare earths, which have different physical and chemical properties, are produced by the suitable smelting process. This course provides knowledge on characteristic of metals and thermodynamic analysis method for reaction. Smelting flow from ore to metal is also provided.

This lecture is mainly provided face-to-face. Students have to check the Google classroom of this class for obtaining a text.

3. Goal

Students will understand chemical and physical properties of metals and fundamentals of thermodynamics. Student will develop ability applying the fundamental knowledge on smelting process to solving real problems.

  材料科学Ⅰ / Materials Science I  

  水谷 正義  

  工  

   

   

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)

物質・材料の基礎的微視構造や物性の理解を基に、社会的な要請に合う実用特性を理解・評価する道筋を学ぶ。具体的には金属、セラミックスなど代表的な物質・材料について、結晶構造、状態図、相変態、巨視的および微視的欠陥、拡散、強度、破壊など材料の基本的物性・特性について講義する。できるだけ多くの実例を交えながら基礎と実用の結びつきを解説する。

本講義は，Google Classroomを利用する場合がある．その場合のクラスコードは「crsjux3」である．

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)

The class code for Google Classroom can be confirmed on the Graduate School of Engineering Website.

Timetable & Course Description(https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html)

Micro-structures and some properties of materials or structures are lectured fundamentally. Concretely, crystal structures, equilibrium diagram, phase transformation, macroscopic and microscopic defects, diffusion, strength and fracture of metallic or ceramic materials are learned.

In this lecture, Google Classroom may be used. The class code is "crsjux3".

  材料科学Ⅰ / Materials Science I  

  猪股 直生  

  工  

   

   

物質・材料の基礎的微視構造や物性の理解を基に、社会的な要請に合う実用特性を理解・評価する道筋を学ぶ。具体的には金属、セラミックスなど代表的な物質・材料について、結晶構造、状態図、相変態、巨視的および微視的欠陥、拡散、強度、破壊など材料の基本的物性・特性について講義する。できるだけ多くの実例を交えながら基礎と実用の結びつきを解説する。

講義コードは「TB14071」，クラスコードは「frg7v3u」である。

Micro-structures and some properties of materials or structures are lectured fundamentally. Concretely, crystal structures, equilibrium diagram, phase transformation, macroscopic and microscopic defects, diffusion, strength and fracture of metallic or ceramic materials are learned.

The lecture code is "TB14071", and the class code of Google Classroom is "frg7v3u".

  製錬・精製の熱力学 / Thermodynamics of Smelting & Refining  

  柴田 浩幸, 植田 滋, 朱 鴻民, 助永 壮平, 三木 貴博  

  工  

   

   

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。

本講義は、鉄鋼や非鉄金属の金属材料製造や新素材創製に必要な化学熱力学について、すでに学んだ基礎的事項を実際の製錬・精製プロセスへ応用し、それらを熱力学を用いて解析できるレベルにまで高める事を目標とする。

前半では、素材製造プロセスを解析する場合の基礎として、多成分系相平衡、反応パスと相解析、電気化学、ポテンシャルダイアグラム、融体・溶液の熱力学・構造・物性（測定法）・溶液モデル等について説明し、後半では、鉄鋼製錬（製銑・製鋼）や非鉄金属製錬（銅・亜鉛・鉛等のベースメタルやレアメタル）プロセスの、化学熱力学を用いた解析方法についての事例の紹介と演習を行い理解を深める。

講義は対面形式とオンラインの併用で行う予定。

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")

Thermodynamics is one of the most important subject for the production process of steel nonferrous metals and new materials In this lecture, the fundamentals which have already studied are applied to analyses the actual smelting and refining process.

Initially, multicomponent phase-equilibrium, phase analysis and reaction pass, electrical chemistry, potential diagram, structure and physical properties of liquid and solution model are explained. After them, the analyses of actual process by thermodynamics are explained for iron & steelmaking, smelting of Cu, Zn, Pb and rare metals. For the deep understanding, some example is calculated as exercise.

This lecture is given by　both a physical lecture and on line style.

Class code of class room is "u45db7i ".

  マテリアルズ　サイエンス　アンド　エンジニアリング　B / Materials Science and Engineering B  

  三木 貴博, 及川 勝成, 朱 鴻民  

  工  

   

   

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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

金属の製錬プロセスに関する化学熱力学的な基礎を習得し、さらに種々の金属の具体的な製錬法に関する知識を習得することを目的とする。

２．概要

本科目は、短期留学生受け入れプログラムで来日した留学生に対する講義を兼ねているので、英語で講義する。序論においては金属製錬プロセスに関する反応の平衡論を理解させ、各論においては鉄鋼、銅、アルミニウム、その他の金属の製錬法の特徴を理解させて、鉱石からの製錬の流れを講義する。

３．達成目標等

・本学科の学習・教育目標のA、B、C、D、Kに関する能力を含めて習得する。

・金属製錬プロセスの基礎となる熱力学的平衡関係を理解し、各種製錬プロセスに関する基礎的知識を習得する。

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Objective

This course focus on the principle of chemical thermodynamic of refining process of metals and specific knowledge of each process of various metals.

Outline

English is used in this class because this course combine with the course for foreign students of short term program. At first, we focus on principle of equilibria of chemical reaction of metal processing, and then refining process of steels, copper, aluminum and other metals to understand the basic procedure and chracteristic

Outcomes

Understand the thermodynamic equilibrium of metal refining process

Understand the basic knowledge of various refining process of metals

This course include the contents of our program outcomes of A, B, C, D, K

  材料科学Ⅰ / Materials Science I  

  小川 和洋  

  工  

   

   

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)

物質・材料の基礎的微視構造や物性の理解を基に、社会的な要請に合う実用特性を理解・評価する道筋を学ぶ。具体的には金属、セラミックスなど代表的な物質・材料について、結晶構造、状態図、相変態、巨視的および微視的欠陥、拡散、強度、破壊など材料の基本的物性・特性について講義する。できるだけ多くの実例を交えながら基礎と実用の結びつきを解説する。

本講義に関する案内はGoogle Classroomにて行う。クラスコードは「zu6i72i」である。

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Micro-structures and some properties of materials or structures are lectured fundamentally. Concretely, crystal structures, equilibrium diagram, phase transformation, macroscopic and microscopic defects, diffusion, strength and fracture of metallic or ceramic materials are learned.

The information of this class will be given via Google Classroom. The class code is "6jjhyua".