【授業の目的】
機械・構造物を構成する材料の物理的・力学的特性を熱力学的な観点から講義する。特に，結晶構造，転位，結晶粒界といった原子スケールの構造や欠陥および微視組織について，材料内部のエネルギー状態に基づいて解説するとともに，マクロ特性との関連について論じる。また，計算機シミュレーションを利用した材料特性評価についても解説し，プログラミングの実例も紹介する。
【授業の到達目標】
(1)金属材料の原子間力や結晶構造を正しく記述できる．(2)金属材料の微視的特徴を正しくとらえ，説明できる．(3)材料の物理的・力学的特性の発現原理を，微視的特徴に関連づけて説明できる．(4)材料特性を再現する計算機シミュレーションの手法について正しく理解し，実践できる．
【授業概要（キーワード）】
原子間力，結晶構造，微視組織，熱力学，計算機シミュレーション
【科目の位置付け】
材料科学と材料力学，ミクロ特性とマクロ特性を結びつける科目である．
【授業計画】
・授業の方法
９０分の講義を１５回行う．
前半は講義形式，後半は実習課題を含む講義とする．
・日程
第１回：「材料システム学」の概要
第２回：金属材料の微視的性質（１）原子間力と結晶構造
第３回：金属材料の微視的性質（２）単結晶と多結晶
第４回：金属材料の微視組織（１）相変態と平衡状態図
第５回：金属材料の微視組織（２）熱処理と組織変化
第６回：金属材料の力学特性と微視組織（１）単結晶の力学特性
第７回：金属材料の力学特性と微視組織（２）多結晶の力学特性
第８回：材料系の自由エネルギー論（１）熱力学的エネルギー
第９回：材料系の自由エネルギー論（２）ひずみエネルギー
第10回：ここまでのまとめと中間試験
第11回：材料系の計算機シミュレーション（１）プログラミングの基礎
第12回：材料系の計算機シミュレーション（２）ナノスケール解析
第13回：材料系の計算機シミュレーション（３）マイクロスケール解析
第14回：材料系の計算機シミュレーション（４）マルチスケール解析
第15回：まとめと期末試験
【学習の方法】
・受講のあり方
講義に出席するだけでなく，復習を欠かさず，積極的に取り組むこと．
・授業時間外学習へのアドバイス
講義ノートを復習し，不明な点は自分で調べて解決するように心がけること．また，参考となる図書を探し，例題や演習問題を解いてみること．自分の研究課題に関連づけて考え，意欲的に学習すること．
【成績の評価】
・基準
材料システムに関する概念や用語について正しく理解し，説明できること．また，材料特性に関する計算機シミュレーションの手法を理解し，実践できること．
・方法
１００点満点のうち，材料システムに関する筆記試験を６０点，計算機シミュレーションに関するレポートを４０点とし，合計点が６０点以上を合格とする．
【テキスト・参考書】
講義内で紹介する．
【その他】
・学生へのメッセージ
材料のもつ特徴やその発現メカニズムに関して，つねに意識をもち，考えるくせをつけてほしい．
・オフィス・アワー
木曜16:00-17:00
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