2026年度 (最新) 学院等開講科目物質理工学院材料系

材料の熱的機械的性質

開講元: 材料系
担当教員: 森川淳子 / 劉芽久哉
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1-2 (S4-201(S421)) / 金1-2 (S4-201(S421))
クラス: -
科目コード: MAT.A206
単位数: 200
開講時期: 2026年度
開講クォーター: 1Q
シラバス更新日: 2026年3月6日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

I　材料の基本的性質を理解するのに必要な構造・状態と物質の諸性質との関連について述べる。
II　1. 力学的性質 2.熱的性質
理解を深めるために、Matlab grader　による演習を一部行う。

到達目標

材料科学は、材料に現れる巨視的性質を内部構造などの微視的な視点を通じて解析し、その知識に基づいて新たな材料の開発や材料の最適な選択法を究明しようとする学問体系であり、材料を原子・分子のレベルから最終製品としての応用のレベルまで、幅広くかつ連続的な視点で捉えることを基本としている。本講義では材料科学的な考え方の基礎を培うことを目的として、金属・有機材料・無機材料の熱的・力学的性質を微視的及び巨視的な視点から概説する。

キーワード

材料科学、力学的性質、熱的性質

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

各回の学習目標をよく読み、課題について予習・復習を行って下さい。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	イントロダクション：材料の熱的性質１　材料科学と熱的性質　概要	材料科学において、熱的性質を学ぶ目的について理解する。
第2回	イントロダクション、材料の力学的性質１　材料の力学的性質　概要	材料科学における熱的性質と機械的性質の位置づけ、構造-物性-機能の関係、本講義の全体像について理解する。
第3回	材料の熱的性質２　温度・エントロピー・熱容量と材料科学	材料科学における温度・エントロピー・熱容量について理解する。
第4回	材料の力学的性質２　材料の弾性の微視的・巨視的取扱い	エネルギー弾性、エントロピー弾性、弾性率、ポアソン比について理解を深める
第5回	材料の熱的性質３　熱膨張と材料科学	材料科学における熱膨張について理解を深める。
第6回	材料の力学的性質３　弾性率の異方性とテンソル表現	等方体と異方体、応力テンソル・ひずみテンソルの概念、フックの法則のテンソル形式、弾性率の異方性・複合材料の弾性率（複合則）について理解する
第7回	材料の熱的性質４　熱伝導・熱伝達・対流と材料科学	材料科学における熱伝導・熱伝達・対流について理解を深める。
第8回	材料の力学的性質４　材料力学の基礎：応力と変形	応力とひずみの定義、一軸応力状態、せん断応力、主応力、応力状態の概念について理解する。
第9回	材料の熱的性質５　熱輻射と材料科学	材料科学における熱輻射について理解を深める。
第10回	材料の力学的性質５　材料力学の基礎：塑性変形と破壊	弾性変形と塑性変形、降伏現象、転位運動の概念、延性破壊と脆性破壊、応力集中と材料強度について理解する。
第11回	材料の熱的性質６　熱応力・熱エネルギー変換	材料科学における熱応力・熱エネルギー変換について理解を深める。
第12回	材料の力学的性質６　材料の粘性の微視的・巨視的取扱い	粘性の起源、ニュートン粘性、粘性流動、拡散と粘性の関係、温度依存性について理解を深める。

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

特になし

参考書、講義資料等

参考書：材料科学への招待、キッテル「熱物理」、キッテル「固体物理学入門」

授業で扱う資料は、事前にLSMにアップする。

成績評価の方法及び基準

評価は期末試験により行なう。

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。