2024年度学院等開講科目物質理工学院材料系

格子欠陥と転位

開講元: 材料系
担当教員: 藤居俊之 / 村石信二
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火3-4 (S8-101) / 金3-4 (S8-101)
クラス: -
科目コード: MAT.M303
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

結晶性金属材料の中に存在する格子欠陥は，材料の力学的性質を支配します．本講義では，様々な格子欠陥，特に転位に関する基礎を学び，演習問題を解きながら理解を深めます．
転位論を用いて，金属材料の応力−ひずみ曲線や各種の強化法（固溶強化，析出強化，分散強化，結晶粒微細化強化など）を系統的に理解します．本講義で学ぶ転位論の基礎知識は，構造材料の力学特性を議論する際に活かすことができます．

到達目標

【到達目標】転位の諸性質とその振る舞いについての基礎知識を習得すること，また，転位論をもとにして材料の様々な強化法を理解することを目標とします．
【テーマ】結晶性材料の中に存在する様々な格子欠陥(原子空孔，格子間原子，転位，結晶粒界など)について学びます．特に，金属材料の力学的性質を理解する上で必須となる転位論の基礎を修得します．さらに，各種の材料強化法を転位論によって理解します．

キーワード

格子欠陥，転位，すべり変形，弾性論，部分転位，積層欠陥，固溶強化，析出強化，分散強化，熱活性化過程

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

講義の後半で，その日の教授内容に関する演習問題に取り組んでもらいます.

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	格子欠陥の種類と点欠陥	テキスト6ページの練習問題が解けるようになる
第2回	結晶のすべり変形	テキスト17ページの練習問題が解けるようになる
第3回	転位の概念と種類	テキスト17ページの練習問題が解けるようになる
第4回	弾性論の基礎	テキスト17ページの練習問題が解けるようになる
第5回	転位の作る弾性場と線張力	テキスト20ページの練習問題が解けるようになる
第6回	転位に働く力，理解度確認総合演習(1)	ピーチケーラー力が導出できるようになるテキスト22ページまでの練習問題が解けるようになる
第7回	結晶中の転位	テキスト27ページの練習問題が解けるようになる
第8回	部分転位と積層欠陥	テキスト27ページの練習問題が解けるようになる
第9回	転位の増殖と切り合い	テキスト37ページの練習問題が解けるようになる
第10回	純金属の塑性変形	テキスト37ページの練習問題が解けるようになる
第11回	様々な強化機構	テキスト45ページの練習問題が解けるようになる
第12回	析出強化と固溶強化	テキスト45ページの練習問題が解けるようになる
第13回	強度の温度・ひずみ速度依存性	テキスト51ページの練習問題が解けるようになる
第14回	理解度確認総合演習(2)	テキスト51ページまでの練習問題が解けるようになる

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

授業で用いる資料は，事前にT2SCHOLAにアップする．

参考書、講義資料等

加藤雅治著『入門転位論』，裳華房．加藤雅治，永田和宏編『解いてわかる材料工学II』，丸善．

成績評価の方法及び基準

転位に関する基礎の理解度および材料の強化機構の理解度を評価する．日々の演習問題（50％），期末試験(50％)により成績を評価する．

履修の条件・注意事項

履修条件は特に設けないが，関連する科目を履修していることが望ましい.