材料表面機能工学
| 開設大学 | 名古屋工業大学 |
|---|---|
| 科目コード | 240316 |
| 担当教員 | 呉 松竹（工学研究科教授） |
| 学年配当 | 3年 |
| 単位数 | 2単位 |
| 曜日 | 月曜 |
| 開講期間 | 後期 |
| 実施形式 | 対面 |
| 開講時間割１ | 3限,4限 10:30 ～ 12:00 |
| 教室 | 御器所キャンパス5215教室 |
| 募集定員 | 若干名 |
| 募集時期 | 4月, 9月 |
| 開講期間 | 10/7～2/10 |
| 講義概要 | 【授業実施方法】対面 【授業の目的・達成目標】 （授業の目的）材料の表面に新しい機能と特性を付与することによる付加価値の高い機能性材料の創製は、様々な産業分野において重要な役割を占めている。本講義では、応用分野から電気化学、物理化学と材料化学の基本原理を理解しながら種々の機能性表面技術の原理と方法を学習し、材料の表面改質および機能性薄膜材料の創製と応用について系統的に修得する。 （達成目標）材料の表面機能創成学に関する基礎知識、表面処理技術の分類と手法、およびその工業応用を理解する。また、表面工学関連の英語文献と資料を読解できるようになるために、専門述語のと英語表現も把握する。特に、スマートアノード酸化とナノコーティングの基本原理を理解し、その原理を利用して様々な機能性ナノ構造体を創製し、自動車部品、各種機械部品、電気部品と電子デバイス、リチウム電池や燃料電池用の活物質と電極触媒、超硬質合金膜、光触媒、垂直磁気記録媒体、水素製造用触媒、水素センサー、ナノ・マイクロデバイスなどの応用分野への展開を理解することを目標とする。 ＊理解の助けになる科目：電気化学、物理化学、材料化学 【授業計画】 ①材料の表面機能工学の概要紹介（自動車部品、電子部品、航空機部品、電池電極、医療機器などへの応用）、材料の表面現象、機能性表面処理技術の基礎と分類 ②【第９章 金属の電析】：9.1 カソード反応、結晶成長と過飽和度; 9.2 電析の機構と速度、 ③9.3 電析膜の構造; 9.4 電着多結晶と優先方位；9.5 物質移動に支配された電析物； ④9.6 電析条件と電析膜、単一金属電析（一般金属と貴金属）;【第10章 合金の電析】10.1 合金電析の熱力学（共晶合金、固溶合金、金属化合物、化合物合金、薄膜の電析)； ⑤【第10章 合金の電析】10.2 合金電析の条件と応用；10.3 誘導共析と応用；10.4 合金電析の速度論 ⑥【第11章 電気めっき】11.1 めっきの種類；11.2 めっき膜特性に関わる諸因子；11.3 めっき条件と浴組成；11.4 めっきの添加材（平滑剤、光沢剤） ⑦【第12章 無電解めっき】12.1 化学めっきの変遷と種類（置換めっき、銀鏡めっき、無電解めっき、プラスチックめっき） ⑧ 12.2 無電解めっきの原理；12.3 無電解めっきの特徴；12.4 無電解合金めっき、 ⑨【複合めっきとハイブリッドめっき】無電解複合めっき；ハイブリッドめっき、 めっき膜特性に対するめっき条件と浴組成の影響 ⑩【第13章 金属のアノード現象】13.1 沿面溶解と方位ピット；13.2 アノード溶解と不働態化現象；13.3 アノード酸化皮膜の生成と成長、アノード酸化皮膜の電気化学的性質、多層アノード酸化皮膜 ⑪【第15章 金属のアノード処理】15.1アノード溶解処理（電解研磨、化学研磨、電解エッチング、電解加工）；15.2 金属のアノード酸化処理（多孔質皮膜と緻密膜の生成機構）、化成処理 ⑫15.3 Alとその合金のアノード酸化の特徴と応用（機能性アルマイト処理、自動車部品と建材の表面処理、航空機部品、機械部品） ⑬15.4 Tiとその合金のアノード酸化の特徴と応用（光触媒、リチウムイオン電池電極、光電材料、航空機部品、機械部品、生体材料の表面処理） ⑭15.5 プラズマアノード酸化(Al合金、Mg合金、Ti合金）と応用（自動車部品、電子デバイス、航空機部品、医療機器など） ⑮15.6 ハイブリッドアノード酸化（アノード電析、交流電解・交流電析）と応用（自動車端子材料、超硬合金材料、電子材料） ⑯期末テスト（対面式） ＊担当者は、38年以上に一貫にして材料の表面処理技術専門に関して、研究所（物質材料研究機構、電力中央研究所）および民間企業（三菱伸銅株式会社、株式会社関西新技術研究所）での研究開発の実務経験を生かして授業を行う。 |
| テキスト･参考文献 | 教科書：「表面技術者のための電気化学」（第2版）春山 志郎 著、（丸善） 参考書：「表面技術便覧」、（社）表面技術協会編、日刊工業新聞社、1998年、4526041343 |
| 試験・評価方法 | 講義内容により課題を課す。レポート提出および期末テストにより成績を付ける。 |
| 別途必要な経費 | |
| その他特記事項 | 基礎化学、熱力学 、電気化学の受講および単位取得していることを前提として講義を進める。 事前学習：テキスト予習（１２０分） 事後学習：Moodleのビデオや講義資料のPDFファイル等を参考に各自のノートを完成させる。また課題について回答をしてMoodleより提出を行う。（１２０分） |
| 科目名（英語） | Surface Functional Engineering of Materials |
| 使用言語 |
