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金属・鉱学

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■概要

金属工学は材料工学の一分野で、金属の製錬、加工,合金の製造とその処理法などの技術分野と,金属単体や合金の力学的・物理的・化学的な性質を研究する理論分野とを統合する学問領域です。専門的学習の便宜上,金属製錬学,金属加工学,金属結晶学・組織学,金属化学,金属物理学などの科目に分けられます。

 

■金属精錬学

精錬とは、不純物の多い金属から純度の高い金属を取り出す過程のことです。

金属精錬はその手法によって以下のようにわけることができます。

・乾式精錬: 高温加熱により金属の精錬を行う方法です。鉄のコークスによる還元が代表例です。

・湿式精錬: 金属をアルカリや酸に浸漬するなどして抽出する精錬方法です。

・電気精錬: 金属を電気化学的な方法で抽出する精錬方法です。銅の電解精錬やアルミニウムの溶融塩電解が代表例です。

 

■金属加工学

金属加工とは金属材料から使用目的にあわせて所定の形状、寸法をもつ製品につくりあげる手段の総称です。

一口に金属加工と言っても、実に様々な方法があります。金属を削る加工、金属を磨く加工、電線で金属を切る加工、炉電で金属を融かす可能等、鋳型の中に溶けた金属を流し込む鋳造など枚挙に暇がありません。金属の持っている物性に応じて各種の方法を用いることが可能です。

 

■金属結晶学・組織学

金属は原子が結晶構造を形成して成り立っています。金属の結晶構造(原子格子)を研究するのが結晶学、それより大きな結晶粒や組成を研究する分野が組織学です。

 

■金属化学

金属の化学反応について研究する分野です。還元反応としての鉱石からの金属の製錬や金属・合金材料の腐食や金属表面の化学的性質などを扱います。

 

■金属物理学

金属の物理的性質について理解する学問分野です。金属・合金の構造、電気的・磁気的な性質、機械的な特性などを研究対象とします。

 

 

◆著名な著者・書籍

 

・幸田 成康(こうだ なりやす) 『金属学への招待』

金属物理学に関するとっつきにくい内容を対話形式で解説しています。著者の幸田成康氏は金属物理学の第一人者ですが、明治の文豪幸田露伴の兄だけあって、書く文章は平易ながら洒脱で一読の価値があります。金属学を学ぶ学生におすすめです。

 

J.E.ゴードン 『強さの秘密 なぜあなたは床を突き抜けて落ちないか』

「なぜモノは壊れるのか?」の根本的な疑問に対して、丁寧かつ真摯に解説した名著です。読み物形式で書かれていますが,材料力学を学ぶ際に必要なエッセンスがすべて網羅されていると言っても過言ではありません。

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