国立東京工業高等専門学校 シラバス 国立東京工業高等専門学校トップページへ戻る シラバス 閲覧戻る
教科目名
機能材料
 
担 当 教 官 木村 南
学年、学科等 5年 機械工学科 通常講義
単位数 期間 選択 1 単位 後期 週2時間 (合計 30 時間)
授業の目標と概要
機械に用いられる機能材料について、強度・電気的・磁気的な機能を設計できる複合材料設計について、特性と評価方
法を理解し、機械設計時に適切な機能材料の選択が出来ることを目標とする。
カリキュラムにおける位置づけ
機械製作実習(1,2年次履修)、機械設計法・機械設計製図(3,4年次履修)、振動工学(4年次履修)、材料力学(4年次履
修)、熱力学(4年次履修)、流体力学(4年次履修)などの基礎知識を元に炭素繊維や磁石、半導体などの機能材料
に関する知識を学習する講義を卒業研究や卒業後に実際の機械設計時に必要とされる最終学年後期に配置した。
授業の内容 時間
1.機能材料概論   1.1構造材料と機能材料 1.2自動車用機能材料 1.3電気・電子機器用機能材料   30
2.材料の変形と強さ  2.1柱と梁 2.2曲げ強さと剛性 2.3積層界面 2.4弾性率
3.複合材料の力学的性質  3.1Hooke則 3.2複合則 3.3異方性板のHooke則 3.4脆性材CFの補強効果 
4.複合材料と機能 4.1軽量化 4.2耐食性 4.3エネルギ吸収能 4.4耐熱性 4.5耐摩耗性 4.6絶縁性
4.7電波遮蔽性 4.8断熱性 4.9音響特性
5.積層構造と軽量化  5.1曲げ剛性 5.2サンドイッチ板 5.3サンドイッチ板の剛性 5.4木材の積層板
6.複合材料の成形加工 6.1ハンドレイアップ法 6.2スプレイアップ法 6.3フィラメントワインディング法
6.4レジントランスファ 6.5プレス成形 6.6引抜き法 6.7真空バッグ法 6.8オートクレーブ法
7.繊維強化材と機能  7.1ガラス繊維 7.2炭素繊維 7.3アルミナ繊維 7.4炭化ケイ素繊維 7.5アラミド繊維
7.6超高密度PE繊維  
8.熱的特性と材料設計 8.1熱伝導率 8.2熱膨張率 8.3熱変形 8.4積層材の熱変形 8.5 CFRPの熱的特性
9.材料の機能設計   9.1軽量化設計 9.2遮音設計 9.3制振材料 9.4耐摩耗性設計 9.5電気的特性
10.半導体材料 10.1真性半導体 10.2n形半導体 10.3p形半導体 10.4トランジスタ 10.5メモリ 10.6レーザ
11.磁性材料  11.1磁性とは 11.2軟質磁性材料 11.3硬質磁性材料 11.4磁性部品(磁気ヘッド、光磁気記録)
12.製品設計 12.1浴槽 12.2FRP構造体 12.3FRPフライホイール 12.4FRPコイルばねとリーフスプリング 
13.センサ材料 13.1磁気センサ13.2温度・湿度センサ13.3ガスセンサ13.4光センサ13.5圧力・歪みセンサ
14.未来材料  14.1材料の高機能化 14.2生体と知能材料 14.3環境と材料 14.4資源の有効利用
学年末試験 1.5
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
教科書
機能材料-高機能化と複合設計- 宮入裕夫著 儀報堂出版
補助教科書
電気電子機能材料 一ノ瀬昇編著:オーム社, 電気・電子材料 中澤達夫ら:コロナ社
履修上の注意
材料学A,B、電気工学A,B、電子工学、応用物理を履修していること。
評価基準
試験およびレポートにより機能材料の基礎知識を有し、カタログ等から機能材料・部品の選定ができること。
評価法
定期試験80%,レポートなど20%
学習・教育目標 東京高専
C-6
JABEE
(d)