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最終更新日:2017.08.01

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シリーズ: シリーズ〈新しい工学〉 3

材料科学

材料科学

B5/148ページ/2013年06月01日
ISBN978-4-254-20523-7 C3350
定価3,024円(本体2,800円+税)

大即信明 ・日野出洋文 ・サリム・クリス 著

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紀伊國屋書店 旭屋倶楽部 東京都書店案内

機械系,電子系,建設系など多岐にわたる現代の材料工学の共通の基礎を学べる入門書。〔内容〕原子構造と結合/結晶構造/固体の不完全性/拡散/状態図/電気的性質/電気化学的性質/光学的性質および超伝導材料/磁気的性質

目次

1 原子構造と結合
 1.1 原子構造
 1.2 原子の電子構造
  1.2.1 量子数
  1.2.2 電子配置とフントの規則
  1.2.3 電子構造と化学的性質
 1.3 原子の結合・分子の結合4
  1.3.1 共有結合
  1.3.2 配位結合
  1.3.3 イオン結合
  1.3.4 水素結合
  1.3.5 金属結合

2 材料の結晶構造
 2.1 結晶格子と単位胞
 2.2 結晶系
 2.3 金属の結晶構造
  2.3.1 体心立方構造
  2.3.2 面心立方構造
  2.3.3 六方最密構造
 2.4 立方晶系における原子位置と結晶学的方向
  2.4.1 原子位置
  2.4.2 結晶学的方向
 2.5 ミラー指数
 2.6 六方晶系における原子位置と結晶学的方向
 2.7 最密充填構造
 2.8 結晶多形と同素体

3 固体の不完全性
 3.1 合金・金属の固化
 3.2 固溶体
  3.2.1 置換型固溶体
  3.2.2 侵入型固溶体
 3.3 固体の不完全性
  3.3.1 点欠陥
  3.3.2 点欠陥の表記法
  3.3.3 ショットキー欠陥とフレンケル欠陥
  3.3.4 不定比性
 3.4 転位(1次元欠陥・線欠陥)
  3.4.1 刃状転位
  3.4.2 らせん転位
 3.5 界面欠陥(2次元欠陥・面欠陥)
  3.5.1 外部表面
  3.5.2 粒界
  3.5.3 双晶(双晶境界)
  3.5.4 積層欠陥
 3.6 バルク欠陥(3次元欠陥)
 3.7 欠陥の観察法
  3.7.1 金属顕微鏡
  3.7.2 走査型電子顕微鏡
  3.7.3 透過型電子顕微鏡
  3.7.4 高解像度電子顕微鏡
  3.7.5 走査プローブ顕微鏡

4 固体の拡散
 4.1 固体中の拡散律速過程
 4.2 固体中の拡散機構
  4.2.1 空孔または置換機構
  4.2.2 格子間機構
 4.3 定常状態拡散
 4.4 非定常状態拡散
 4.5 固体中の拡散における温度効果

5 状態図
 5.1 ギブスの相律
  5.1.1 ギブスの相律
  5.1.2 状態量
  5.1.2 相律の誘導
 5.2 一成分系(純物質)状態図
  5.2.1 水の状態図
  5.2.2 液相と気相の平衡
  5.2.3 気相と固相の平衡
  5.2.4 固相と液相の平衡
  5.2.5 固相と液相と気相の三相共存
  5.2.6 臨界点
 5.3 二成分系状態図
  5.3.1 固相-液相平衡の状態図について
  5.3.2 二成分が固相で固溶体を形成する場合
  5.3.3 てこの規則
  5.3.4 共晶系
  5.3.5 包晶系
  5.3.6 偏晶系
 5.4 三成分系状態図

6 電気的性質I:導体,絶縁体,半導体の基礎
 6.1 金属の電気伝導性
  6.1.1 金属の電気伝導性に関する古典的なモデル
  6.1.2 オームの法則
  6.1.3 金属導体中の電子のドリフト速度
  6.1.4 金属の電気抵抗率
 6.2 電気伝導に関するエネルギーバンドモデル
  6.2.1 金属のエネルギーバンドモデル
  6.2.2 絶縁体のエネルギーバンドモデル
 6.3 真性半導体
  6.3.1 真性半導体中の電気伝導メカニズム
  6.3.2 純シリコン結晶格子内の電荷の移動
  6.3.3 真性半導体における電気伝導の量的関係
  6.3.4 真性半導体の電気伝導率に関する温度の影響
 6.4 外因性半導体(不純物半導体)
  6.4.1 n型外因性半導体
  6.4.2 p型外因性半導体
  6.4.3 外因性半導体中のキャリア密度
  6.4.4 外因性半導体の電気伝導率に対する温度の影響

7 電気的性質II:半導体デバイス,マイクロエレクトロニクス,セラミック材料
 7.1 pn接合
  7.1.1 平衡におけるpn接合ダイオード
  7.1.2 pn接合ダイオードの逆バイアス
  7.1.3 pn接合ダイオードの順バイアス
 7.2 pn接合ダイオードの応用例
  7.2.1 整流ダイオード
  7.2.2 ツェナーダイオード
  7.2.3 バイポラー接合トランジスタ
 7.3 マイクロエレクトロニクス
  7.3.1 プレーナ型バイポラートランジスタ
  7.3.2 プレーナ型電界効果トランジスタ
 7.4 マイクロエレクトロニクス集積回路の製造
  7.4.1 フォトリソグラフィ
  7.4.2 シリコンウェーハー表面上へのドーパントの拡散およびイオン注入
  7.4.3 拡散法
  7.4.4 イオン注入法
  7.4.5 MOS集積回路の製造技術
 7.5 化合物半導体
 7.6 セラミック材料の電気的性質
  7.6.1 基本的な性質
  7.6.2 セラミック絶縁体
  7.6.3 セラミック蓄電器
  7.6.4 セラミック半導体
  7.6.5 セラミック強誘電体

8 電気化学的性質
 8.1 腐食の原理
  8.1.1 アノード反応とカソード反応(電気化学的側面)
  8.1.2 アノード反応とカソード反応の種類
  8.1.3 分極(電気化学的分極)
  8.1.4 ミクロセルとマクロセル
  8.1.5 不動態
 8.2 腐食への各種要因の影響
  8.2.1 酸素(酸化剤)の影響
  8.2.2 溶液濃度の影響
  8.2.3 温度の影響
  8.2.4 腐食物質の濃度の影響
  8.2.5 異種金属接触の影響
 8.3 腐食の8つの形態
 8.4 均一腐食
 8.5 異種金属腐食(ガルバニック腐食)
  8.5.1 起電力とガルバニックシリーズ
  8.5.2 環境の影響
  8.5.3 距離の影響
  8.5.4 面積の影響
 8.6 すきま腐食
  8.6.1 関連する環境因子
  8.6.2 すきま腐食のメカニズム
 8.7 孔食(ピッチング)
  8.7.1 孔の形状と成長
  8.7.2 孔食の自己進展性およびメカニズム
  8.7.3 液体速度の影響
  8.7.4 ステンレス
  8.7.5 孔食による損害の評価
 8.8 エロ−ジョン・コロージョン
  8.8.1 表面被膜の影響
  8.8.2 速度の影響
 8.9 応力腐食
  8.9.1 応力の影響
  8.9.3 ひび割れの進展
  8.9.3 腐食疲労(SCCの1種)

9 光学的性質および超伝導材料
 9.1 光および電磁スペクトル
 9.2 光の屈折
  9.2.1 屈折率
  9.2.2 屈折に関するスネルの法則
 9.3 光の吸収,伝搬および反射
  9.3.1 金属
  9.3.2 シリカガラス(ケイ酸塩ガラス)
  9.3.3 プラスチック
  9.3.4 半導体
 9.4 ルミネッセンス(発光)
  9.4.1 フォトルミネッセンス
  9.4.2 カソードルミネッセンス
 9.5 放射の誘導放出による光増幅(レーザー)
 9.6 光ファイバー
  9.6.1 光ファイバーにおける光損失(光減衰)
  9.6.2 シングルモード型およびマルチモード型光ファイバー
  9.6.3 光ファイバーの製造
 9.7 超伝導材料
  9.7.1 超伝導状態
  9.7.2 超伝導体の磁気的性質
  9.7.3 超伝導体における電流および磁場
  9.7.4 高電流・高磁場超伝導体
  9.7.5 高臨界温度の超伝導体

10 磁気的性質
 10.1 磁場および磁場に関する量的関係
  10.1.1 磁場
  10.1.2 磁気誘導
  10.1.3 透磁率
  10.1.4 磁化率
 10.2 磁性の種類
  10.2.1 反磁性
  10.2.2 常磁性
  10.2.3 強磁性
  10.2.4 反強磁性
  10.2.5 フェリ磁性
 10.3 強磁性に対する温度の影響
 10.4 強磁性体の磁区
 10.5 強磁性体の磁区構造を決定するエネルギーの種類
  10.5.1 交換エネルギー
  10.5.2 静磁エネルギー
  10.5.3 磁気結晶異方性エネルギー
  10.5.4 磁壁エネルギー
  10.5.5 磁歪エネルギー
 10.6 強磁性金属の磁化および消磁
 10.7 軟磁性材料
  10.7.1 軟磁性材料の特性
  10.7.2 軟磁性材料のエネルギー損失
  10.7.3 軟磁性材料の種類
 10.8 硬磁性材料
  10.8.1 硬磁性材料の特性
  10.8.2 アルニコ合金
  10.8.3 希土類合金
  10.8.4 ネオジム-鉄-ホウ素合金
  10.8.5 鉄-クrム-コバルト合金
 10.9 フェライト
  10.9.1 ソフトフェライト
  10.9.2 ハードフェライト

問題の解答
索引