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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 ".
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（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
あらゆる産業を支える基盤素材である鉄鋼の製錬プロセスは、鉄鉱石を還元する高炉、溶銑を精錬する製鋼、溶鋼を凝固させる連続鋳造から成り立っており、洗練されたプロセス制御により効率的な大量生産がおこなわれている。本講義では、これまで学習してきた熱力学、反応速度、移動速度、凝固等の基礎を各プロセスで起こっている事象に対して応用し、それらを制御するための解析方法について学ぶ。具体的には、固／液／気体を考慮した熱・物質移動に基づく高炉の数値解析モデル、種々の元素の酸化・還元の同時進行を解析できる競合反応モデルによるスラグ／メタル反応の制御方法、連続鋳造プロセスの概要と、凝固・伝熱・流動を考慮した初期凝固現象の解析等を講義する。
この科目の実施形態は、講義室の講義を予定しています。
諸状況により実施形態は変更の可能性があります。
講義情報と講義資料は Google Classroom を通じて発信します。
Classroom にアクセスしてクラスコードを入力してください。
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Steel is a base material which support various industries. Its production process consists of blast furnace to reduce iron ore, steelmaking process to refine hot metal and continuous casting process to solidify the molten steel. The mass production is conducted with the sophisticated process controlling technology. In this lecture, the analysis methods to control each process are studied by the application of the already studies fundamentals of thermodynamics, reaction kinetics, heat & mass transfer, solidification etc. to each process. Especially, the following lectures are conducted; numerical simulation model of blast furnace based on the heat & mass transfer considering solid/liquid/gas phases, control methods of slag/metal reaction by the coupled reaction model which can simulate the oxidation and reduction reactions of various element simultaneously, the outline of continuous casting process and the analysis method of solidification at initial stage in mold considering the phase transformation, heat and mass transfer.
This lecture will be given in classroom.
The lecture style will be changed if necessary.
Information and documents about this lecture will be distributed through "Google Classroom".
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
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、原則対面方式とする。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
・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。
・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/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
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
This course includes our program outcomes of A, B, C, D, and K.
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.
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（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。
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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.
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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
無機化学反応を利用して様々な素材をつくる化学関連産業を支える資源および素材の製造プロセス，また地球規模に達した人間活動に伴って発生する多様でしかも大量の廃棄物，環境汚染物質のリサイクル・無害化プロセスについて学習することを目的とする。
２． 概要
人間活動を支えるエネルギー資源，非金属資源，金属資源の現状，それらを利用する狭義の無機化学工業の他，金属製錬，セメント工業及び環境関連技術など下記に示す広義の無機化学関連分野についてその基本プロセス，原理等を講義する。
３． 達成目標等
・資源の総合的有効利用の重要性が理解できること。
・化学工業の最適化が，製造コストに加えて，環境影響，資源・リサイクル等も考慮
すべき理由が説明できること。
・代表的な無機化学関連プロセスの構成とその原理が説明できること。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Purpose
In the chemical industry, inorganic chemical reactions are the basis for making various materials. On the other hand, various and large amounts of waste and environmental pollutants are generated with human activities. The purpose of this class is to learn about the process of recycling and treating environmentally hazardous substances from the viewpoint of resource and material manufacturing processes.
2. Overview
This section introduces energy resources, non-metal resources, and metal resources that support human activities. In addition, lectures will be given on the basic processes and principles of the inorganic chemical industry, metal smelting, cement industry, and environment-related technologies that utilize the above resources.
3. Achievement target, etc.
・ Understand the importance of comprehensive and effective use of resources.
・ Explain why the optimization of the chemical industry should consider environmental impacts, resources and recycling in addition to manufacturing costs.
・ Be able to explain the configuration and principle of typical inorganic chemistry-related processes.
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)
本講義でGoogle Classroomを使用する場合、クラスコードは「uuwamg3」である。
本講義では，熱力学Ⅰで学んだ第一法則および第二法則に基づく理論体系の下で，主に水溶液の化学熱力学について詳しく学び、熱力学データに基づく平衡定数の算出と、化学平衡に関する熱力学的取り扱いについて理解する。このような化学熱力学の知識は、環境や生体の恒常性を担う化学平衡システムの理解，ならびに電池，センサ，医用機器などの材料やデバイス設計などに不可欠である。本講義を通じて，環境，エネルギーおよび生体システムと機械工学の関連を、化学熱力学的な側面からで説明できるようになる。
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)
When Google Classroom is used for this lecture, the class code is "uuwamg3".
In this lecture, the chemical thermodynamics of the aqueous solution is mainly lectured using the first and second laws of thermodynamics. Students understand the use of thermodynamics related to chemical equilibrium and learn about the calculation of the equilibrium constant based on the thermodynamic data. The knowledge of chemical thermodynamics is essential to understand the environmental and biological systems and to design sensors, batteries, and medical devices. Students learn the basis for the application of chemical thermodynamics to the mechanical engineering of the environment, energy and biological systems through this lecture.
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Google Classroomを使用して講義資料と講義情報を発信します。
クラスコードは，mt7yfhs です。
Google Classroomにアクセスし，クラスコードを入力してください。
本講義では，熱力学Ⅰで学んだ第一法則および第二法則に基づく理論体系の下で，主に水溶液の化学熱力学について詳しく学び、熱力学データに基づく平衡定数の算出と、化学平衡に関する熱力学的取り扱いについて理解する。このような化学熱力学の知識は、環境や生体の恒常性を担う化学平衡システムの理解，ならびに電池，センサ，医用機器などの材料やデバイス設計などに不可欠である。本講義を通じて，環境，エネルギーおよび生体システムと機械工学の関連を、化学熱力学的な側面からで説明できるようになる。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
In this lecture, the chemical thermodynamics of the aqueous solution is mainly lectured using the first and second laws of thermodynamics. Students understand the use of thermodynamics related to chemical equilibrium and learn about the calculation of the equilibrium constant based on the thermodynamic data. The knowledge of chemical thermodynamics is essential to understand the environmental and biological systems and to design sensors, batteries, and medical devices. Students learn the basis for the application of chemical thermodynamics to the mechanical engineering of the environment, energy and biological systems through this lecture.
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)
この授業ではGoogle Classroomを使用して講義資料と講義情報を発信します。
１．目的
材料の製精錬及び製造プロセスの基礎となる物理化学の修得を目的とする。
２．概要
物理化学を主に化学熱力学の立場から講義する。エンタルピー、エントロピー、自由エネルギー等の
概念および熱力学諸法則を基礎とした物質の状態変化や化学反応の平衡論を学ぶ。
毎回、課題（レポート）を出す。
３．達成目標等
この授業では、主に以下の能力を修得することを目標とする。
・本学科の学習・教育到達目標のA，B，Cに関する能力を含めて修得する。
・材料の製精錬や製造プロセスの基礎となる物理化学の諸法則、物質の状態変化や化学反応平衡を理解し、それらの意義を説明しうる能力を修得する。
・物理化学の諸法則等の理解を通して、材料工学に関する基礎知識及びその周辺の一般工学に関しての基礎知識、課題を正確に理解する能力を修得する。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
In this course, Google Classroom will be used to give students lecture references and lecture information.
1. Aim
To understand the physical chemistry of materials for their smelting, refining and manufacturing processes
2. Outline
The physical chemistry of materials is lectured from the point of view of chemical thermodynamics. Students learn about the concept of thermodynamic functions, such as enthalpy, entropy and free energy, equilibrium of phases and chemical reactions with the base of thermodynamic principles/laws. Assignments will be given every week.
3. Outcomes
・To acquire the ability of items A, B and C listed in the academic purposes of our department
・To understand the thermodynamics principles/laws for materials smelting/refining/manufacturing processes and to acquire the ability to explain their significance
・To acquire the basic knowledge of materials science/engineering and its related engineering fields and the ability to accurately understand issues through understanding thermodynamic principles/laws
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Google Classroomを使用します。
クラスコードは，ogsrhx4，です。
本講義では，熱力学Aで学んだ第一法則および第二法則に基づく理論体系の下で，主に水溶液の化学熱力学について詳しく学び、熱力学データに基づく平衡定数の算出と、化学平衡に関する熱力学的取り扱いについて理解する。このような化学熱力学の知識は、環境や生体の恒常性を担う化学平衡システムの理解，ならびに電池，センサ，医用機器などの材料やデバイス設計などに不可欠である。本講義を通じて，環境，エネルギーおよび生体システムと機械工学の関連を、化学熱力学的な側面からで説明できるようになる。
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 lecture, Google Classroom is used.
The class code is ogsrhx4.
In this lecture, the chemical thermodynamics of the aqueous solution is mainly lectured using the first and second laws of thermodynamics. Students understand the use of thermodynamics related to chemical equilibrium and learn about the calculation of the equilibrium constant based on the thermodynamic data. The knowledge of chemical thermodynamics is essential to understand the environmental and biological systems and to design sensors, batteries, and medical devices. Students learn the basis for the application of chemical thermodynamics to the mechanical engineering of the environment, energy and biological systems through this lecture.
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。