コースの概要

材料理工学コースでは、金属、セラミックス、半導体をベースに、材料物性の微視的発現機構を探求しながら生産プロセスの技術開発を実現するための教育研究を行います。固体物理学、固体化学、金属材料学、セラミック材料学を中心として基礎科学から材料の工学的応用までの幅広い分野について学びます。

コースの特徴

材料理工学コースのカリキュラムの特徴は、原子配列や電子状態などのナノスケールレベルでの現象から材料の性質が生まれる仕組みを学んだ後に、その仕組みに基づいて発現するマクロスケールレベルでの材料の物理的、化学的性質を学ぶ、段階を踏んだ教育プログラム構成にあります。材料理工学コースでは、今日の社会が直面するエネルギー、環境の諸課題に対応するために、従来型の材料工学を更に進めて、ナノサイエンス・ナノテクノロジーの開発手法を積極的に取り入れながら次世代先端材料や、レアメタルなどの希少元素に代わる代替材料の開発を推進するための教育研究活動を実践します。

どんな人材を育てるか

材料理工学に関する知識・教養を駆使して、今日の日本や世界が直面するあらゆる技術的問題に挑戦する創造的な研究者、技術者を養成します。

研究テーマ

材料組織・構造制御学分野

Al-Co-Ni系準結晶の電子顕微鏡写真

鉄と炭素の合金の凝固組織シミュレーション

新物質・新機能創出の鍵を握る組織・構造制御

  1. 電子顕微鏡を駆使して合金の組織・原子配列・欠陥を評価し、特性向上を目指した組織・構造制御に関する研究を行っています。
  2. 金属の組織形成・流体・伝熱などを融合したマルチフィジックス解析から材料組織の形成機構を解明しています。
  3. 金属・合金材料がもつ多様な微視的構造と物性の関係を明らかにし,得られた知見を新合金作製に応用することを目指しています。

エネルギー・セラミック材料分野

直接アンモニア燃料電池の概念図

セラミック材料(リーマ)の試作品

エネルギー、硬質材料の先端を目指して

  1. 燃料電池用高性能電極触媒の開発やCO2を有用な物質に変換するプロセスを研究しています。
  2. 酸化物超伝導相の生成機構の解明によるBi系酸化物高温超伝導材料を開発しています。
  3. 炭化物・窒化物系硬質セラミック材料の開発や微細組織制御と機械的性質を研究しています。

表界面工学・材料設計学分野

ニッケル上への高温溶融塩を媒体としたアルミニウムとハフニウムの電析によるコーティングの形成と高温での酸化による保護酸化皮膜の生成

機能性表面の創製と表界面現象の探究

電気化学的手法と熱拡散法による耐環境性、耐熱性、電極反応性などの機能をもつ表面材料の開発や、各種センサーを使った金属の水蒸気酸化メカニズムの解明など表界面の物理化学的性質について研究を行っています。また、分子軌道法による電子状態計算を行い、金属材料の耐食性等を制御した材料設計を試みています。

物性・機能材料科学分野

特異な電子・光・磁気機能材料の創製を目指して

電子・光・磁気などの機能は、膨大な数の原子や分子の集合体である固体や液体などの「凝縮系物質」で発現します。凝縮系として無機、有機、金属材料を対象に、物性を電子状態から把握し、機能を司る構造(原子配列、媒質周期、次元)とサイズ(ナノ・波長レベル)を精緻に制御、形成することで、卓越した伝導性・光物性・磁性をもつ有用な機能を有する材料の創出に向け研究しています。

材料加工プロセス学分野

高度な加工・解析技術による高機能製品の実現

鋳造技術を応用した材料加工法や弾・塑性力学に基づく材料の安全な使用方法などについて研究しています。例えば、高い耐摩耗性をもつ機械部品を製作するために硬い白鋳鉄とそれよりも更に硬い合金を組み合わせて1つの材料とする技術や、実験で調査した材料の変形・疲労特性を正確に計算機シミュレーションに反映させるための解析技術の開発などを行っています。

先輩からのメッセージ

材料理工学コース4年
石塚 義弘さん (新潟県出身)

便利な生活を支える材料理工学

私たちが日常生活で使用しているスマートフォンやテレビ、車などの製 品には様々な材料が用いられています。材料は製品の基礎となるもので 材料が性能を決めると言っても過言ではありません。材料理工学コース ではこれらに用いられる金属、セラミック、半導体といった様々な材料に ついての構造や性能について詳細に学ぶことができ、学んだことを活か して理想的な材料の開発を目指し研究を行うことが出来ます。材料学は いろんな分野に幅広く役立ち、社会に大きく貢献することが出来るので 是非一緒に材料について学びましょう。

 

材料理工学コース
博士前期課程2年
遠藤 穂野香さん (静岡県出身)

天然物から学び、新たな材料へ

材料理工学コースでは、車やパソコン、電池、身の回りの多くの製品に用いられる金属やセラミックスの機能や構造および製造法が学べます。国際化に対応する能力を養うとともに、専門の講義や実験、計算を通じて材料科学分野の独特の見方が身につき、異分野の方とは違う視点で物事に取り組める技術者になれると思います。私は、天然物由来の物質を変化させ、高機能な色素太陽電池材料の研究をしています。日々、仮説を立て試行錯誤の連続ですが、予想を超えた結果を得たとき、わくわく感と材料のもつ可能性を感じます。皆さん、一緒に学びませんか。