書籍詳細

構造、状態、磁性、資源からわかる 金属の科学

徳田昌則:総監修

サイズ・頁数 A5判・288頁
ISBNコード 978-4-8163-5159-4
価格(税抜) 1,700円
発行日 2011.12.20

内容紹介

本書は、原子構造、状態図、加工と塑性、熱処理と強度、破壊と腐食、エレクトロニクス材料とネオジム磁石、表面化学、電池材料、金属元素の特徴、金属製品、レアメタル供給リスク、知財戦略など、複数の専門的分野を平明な文章とイラストを使って、わかりやすくていねいに解説しています。

目次

はじめに



第1章 金属で持続可能な地球に

1 人類社会を支える金属

2 金属製錬の原理

3 社会の持続可能性と金属

コラム



第2章 金属の基礎

1 原子論と熱力学の発展

2 周期表と金属元素

3 電子配置と遷移金属

4 鉄や希土類元素の磁性の源

5 原子集合体の電子軌道

6 自由電子と電気・光学特性

7 金属結晶の特徴

8 様々な結晶とアモルファス

9 結晶の格子欠陥と相分離

10 純金属と合金の凝固

11 共晶型合金の状態図

12 金属間化合物と多元系状態図

13 合金の自由エネルギー曲線

14 鉄-炭素系状態図

15 平衡状態と反応速度

16 核形成と成長

コラム 同体位と放射能



第3章 金属の変形と組織制御

1 金属組織と結晶塑性学の発展

2 金属の変形の特徴

3 塑性変形の仕組み

4 鉄鋼の降伏現象と結晶粒界

5 加工硬化と塑性異方性

6 熱処理の基本Ⅰ

7 熱処理の基本Ⅱ

8 マルテンサイト変態

9 焼入れ時効

10 高強度化の機構

11 微量成分の制御と活用

12 破面と破壊様式

13 遅れ破壊と応力腐食割れ

14 疲労破壊とクリープ破断

コラム ミラー指数による表示法



第4章 構造材料と強度材料

1 人類と金属のかかわり

2 製鉄法と鉄鋼材料概論

3 高炭素鋼と工具鋼

4 溶接構造用鋼

5 プレス成形用鋼板

6 ステンレス鋼の基本

7 多様なステンレス鋼

8 耐熱材料

9 超合金(スーパーアロイ)

10 原子力発電のしくみ

11 原子力発電材料

12 低温用材料

13 アルミニウム合金

14 航空機用材料

15 自動車用材料

16 マグネシウム合金

17 純チタン

18 チタン合金

19 形状記憶と超弾性合金

20 タングステンと超硬合金

21 粉末冶金

コラム 耐震建築と鋼材



第5章 エレクトロニクス材料

1 エレクトロニクス材料の発展

2 純銅

3 銅合金

4 熱膨張と熱伝導の調整

5 磁性材料の基礎

6 電磁鋼板

7 アモルファス電磁薄帯

8 フェライト(鉄酸化物)

9 希土類永久磁石

10 耐熱ネオジム磁石

コラム 日本における金属と磁石の研究



第6章 金属表面の化学

1 材料と環境の界面

2 電子伝導とイオン伝導

3 水溶液中の金属イオン

4 界面で起こる電気化学反応

5 電流で表す化学変化量

6 電位で表す化学平衡

7 金属の水溶液中での状態図

8 反応速度を示す分極曲線

9 反応速度の上限

10 分極曲線の使い方

11 金属の腐食とは

12 金属の乾食

13 金属の湿食

14 不動態皮膜<アノード支配>

15 自然化成皮膜<カソード支配>

16 貫通孔と割れを導く局部腐食

17 表面処理とは

18 エピコート<表面被覆>

19 エンドコート<表面改質>

20 電池とは

21 リチウムイオン電池

22 ナトリウム硫黄電池

コラム 電気化学の工学体系を築いた人々



第7章 いろいろな金属元素

1 いろいろな金属元素

2 ニオブ:地味だが多彩な機能で活躍

3 バナジウム:多様な場で活躍

4 水銀:常温で唯一の液体金属

5 ベリリウム:銅のよきパートナー

6 イリジウム・オスミウム:隠れた白金族の貴公子達

7 銀:貴金属の中のいぶし「銀」」

8 スズ:古くて新しい人類の友人

9 タンタル:コンデンサの世界で大活躍

10 白金:白く輝く金属の貴公子

11 ルテニウム、パラジウム、ロジウム:縁の下で輝く存在

12 レニウム:独自の機能を持つレアメタル

13 ネオジムとジスプロシウム:磁性材料界の大立て者とその助人

14 ホウ素:あらゆる所に顔を出す小兵

15 ガリウム:少量でピカリとひかる

16 ケイ素:あらゆる分野で活躍

17 ゲルマニウム:情報時代の立役者

18 インジウム:透明な導電体として活躍

コラム 変態は金属の強度の作りこみに利用されるが…



第8章 身近な金属

1 南部鉄瓶:伝統工芸品の風格で人々を魅了

2 歯科用合金:虫歯から歯を守る

3 金属ガラス:金属材料の革命のにない手

4 ダイアモンド薄膜:高硬度膜による金型の進化

5 変付加加工による金型製造:複雑形状金型の一体加工を可能に

6 ビール缶:材料技術と成型技術の缶詰

7 エッフェル塔と東京タワー:優雅な姿で人々を魅了

8 明石海峡大橋:機能美を発揮しつつ2つの世界を結ぶ

9 トロリ線とパンタグラフ:省エネ輸送を支えるコンビ

10 触媒:金属の隠れた独壇場

コラム よく耳目にする誤解・誤用・混同



第9章 金属の社会学

1 レアメタル:広く使われているがリスクもあり

2 レアメタルの供給リスク:地域変動や価格変動

3 資源枯渇:現実となりつつある問題

4 都市鉱山:大資源保有国 日本

5 レアメタル政策:資源リスクへの多面的対応

6 稀少元素の減量・代替戦略:人間の知による制約からの解放

7 関与資源総量:資源消費を計るものさし

8 特許制度のしくみ

9 揺籃期の金属ヴェンチャー

10 日本鉄鋼業の知財学習曲線

11 ノウハウと秘密管理

コラム 特許制度の来歴