2024年度学院等開講科目物質理工学院材料系

非晶質体構造科学

開講元: 材料系
担当教員: 矢野哲司
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 月5-6 (S7-201) / 木5-6 (S7-201)
クラス: -
科目コード: MAT.C304
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

固体状態のひとつである「非晶質」の状態にある無機材料について，その構造と物性を作製法と関連させながら講義する．非晶質材料は，その構造に起因した特異な性質を示し，具体的な事例を数多くあげながら，熱，光，化学および機械的性質に見られるその特徴について理解を深める．また，非晶質材料の工学的，工業的利用についても知る．

到達目標

材料としてのガラス・非晶質物質の科学的特徴についての知識を身に着け、実用材料としての応用を知る。
ガラス・非晶質材料の作製・合成方法の特徴と物性との関係を知る。

キーワード

ガラス、非晶質、構造、物性、溶融

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

ガラス、非晶質材料に関する重要な項目を取り上げ、それらを関連させながら、実用材料としての構造や物性の特徴を学習していく。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	イントロダクション　ガラス／非晶質の定義	ガラス・非晶質の区別　ガラス転移　過冷却液体
第2回	無機化合物のガラスになりやすさの指標（ガラス形成能）	網目形成酸化物　修飾酸化物　ザッカリアゼン則　Sunの規則　単結合強度　頂点共有
第3回	非晶質／ガラスの構造　(1)	ガラス構造　架橋酸素・非架橋酸素　SiO2ガラス　酸塩基反応
第4回	非晶質／ガラスの構造　(2)	B2O3ガラス　平面三配位　配位数変化
第5回	非晶質／ガラスの構造　(3)	P2O5ガラス　非架橋酸素　P=O二重結合　共鳴
第6回	非晶質／ガラスの構造の測定方法	分光法　短距離構造　中距離構造
第7回	ガラスの評価(1)　光学的性質	光学的性質　光の透過窓　屈折率　分散　アッベ数　基礎吸収端　マルチフォノン吸収　レーリー散乱　光損失　着色ガラス　レーザーガラス
第8回	ガラスの評価(2)　熱的性質	熱的性質　ガラス転移温度　熱膨張係数　熱伝導度　粘性
第9回	ガラスの評価(3)　化学的性質	化学的性質　化学的耐久性　浸食　溶解速度
第10回	ガラスの評価(4)　機械的性質	機械的性質　ガラスの破壊強度　グリフィス理論　クラックの成長　ビッカース硬度　脆性　加工　ガラスの強化
第11回	ガラス／非晶質の作製に必要な器具と設備	ガラス溶融　るつぼ溶融　タンク溶融　バッチ　成形　徐冷
第12回	原料の調製と溶融　どのような反応が生じているか？	ガラス化反応　熱分解　酸塩基反応　気体の生成　泡の生成
第13回	ガラス形成の評価	ガラス形成
第14回	ガラス産業界からの招待講演

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

指定しない。

参考書、講義資料等

「はじめてガラスを作り人のために」山根正之著　内田老鶴圃
「ガラス科学の基礎と応用」作花済夫著　内田老鶴圃
「ガラスの百科事典」作花済夫ほか編　朝倉書店
「ガラス工学ハンドブック」山根正之ほか編　朝倉書店

成績評価の方法及び基準

出席，宿題，期末試験により評価する．

履修の条件・注意事項

無機化学、熱力学、物理化学を履修していることが望ましい。