2010年度工学院大学 第1部マテリアル科学科

無機物質合成化学(Synthetic Chemistry of Inorganic Materials)[4E23]

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2単位
木野村 暢一 非常勤講師

最終更新日 : 2011/02/21

<授業のねらい及び具体的な達成目標>
各方面で使われているセラミックスのような材料は、板、線、複雑形状体などその機能を発揮するのに最適の形状をもって製造される。それらに用いられる素材も、最初からそのことを考えて製造される。本講義では微粒子、薄膜、単結晶をとりあげて、それぞれの製法と性質を学習する。実際に注文された無機材料の合成法について大まかなプロセスを設計でき、その長所と短所を述べられるようになることを本講義の目標とする。とくに「考える」習慣をつけたい。

<授業計画及び準備学習>
1.無機合成−合成反応、形状化、製品化(とくに身近な生活品にどのように使われているか)
準備学習:セラミックスとは何か理解しておくこと
2.微粒子・粉体とは(ナノ、ミクロ、凝縮系、身近な製品)
準備学習:表面エネルギーについて理解しておくこと
3.微粒子の性質(メゾスコピック、クラスター、粒度、物性変化)
準備学習:前回の講義内容を復習しておくこと
4.粉体とその性質−凝集・分散(1・2次粒子、粒子充填、圧粉体、気孔)
準備学習: 最密充填について理解しておくこと
5.微粒子の合成−Build up法とBreak down法(凝縮プロセス、過飽和、臨界核、細分化プロセス)
準備学習:相平衡について理解しておくこと
6.液相法(共沈、均一沈殿、エマルション、ゾル-ゲル法(アルコキシド)、単分散粒子、均一核生成)
準備学習:加水分解反応について理解しておくこと
7.気相法(過飽和とKp、スモーク粒子、捕集)
準備学習:気体分子の運動について理解しておくこと
8.Break down法(粉砕、メカノケミカル効果、噴霧法)
準備学習:相図について理解しておくこと
9.薄膜とは(厚膜、コーティング、メッキ、身近な製品)
準備学習:接着およびその機構について考えておく
10.成膜原理(過飽和、吸着、脱離、核生成、膜生成機構)
準備学習:相平衡について理解しておくこと
11.成膜法各論(蒸着法、スパッタリング、CVD、PVD、Sol-gel法、MOD法)
準備学習:プラズマ状態とは何か理解しておくこと
12.結晶育成と単結晶(過飽和、過冷却、シード)
準備学習:結晶とは何かを理解しておくこと
13.結晶成長(コッセル結晶、成長機構)
準備学習:前回の内容を復習しておくこと
14.結晶育成法(フラックス、引き上げ、水熱、浮遊帯など)
準備学習:相図について理解しておくこと
15. 学習成果の確認(試験)
準備学習:前回までの総復習を行う

<成績評価方法及び水準>
定期試験の成績を中心に、授業中に課す演習課題に対して提出された回答結果を10%程度加味して評価し、60点以上の者に単位を認める。

<教科書>
プリントを配布する。

<参考書>
「工学のための物理化学」永井,片山,大倉,梅村 著(サイエンス社)
「応用化学シリーズ5. 機能性セラミックス化学」掛川、山村、守吉、門間、植松、松田著(朝倉書店)

<オフィスアワー>
木曜日 17:50〜18:50

<学生へのメッセージ>
合成法は多岐に渡っているが、その基礎となる考え方にはほとんど変わりないので、原理と考え方を学ぶ。「考えること」を中心とする。

 

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