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無機機能材料

目次

1章 人間活動を支える無機材料(執筆担当:河本邦仁)
 1・1 21世紀のものづくりと無機材料
 1・2 無機材料の階層構造と機能
 1・3 材料テクトニクスの夜明け

2章 基本合成プロセス(執筆担当:松田厚範)
 2・1 無機機能材料の合成
  2・1・1 単結晶の合成
  2・1・2 ガラス・非晶体の合成
  2・1・3 多結晶・焼結体の合成
 2・2 無機‐有機ハイブリッドの合成
  2・2・1 無機層状物質を用いた無機‐有機ハイブリッド
  2・2・2 ゾル‐ゲル法による無機‐有機ハイブリッド
 2・3 無機機能材料の形態制御
 2・3・1 ナノ微粒子
 2・3・2 薄膜・厚膜
 2・3・3 メソポーラス材料

3章 構造解析・キャラクタリゼーション(執筆担当:幾原雄一)
 3・1 材料内部の構造解析
 3・1・1 X線回折
  3・1・2 透過電子顕微鏡
  3・1・3 高分解能電子顕微鏡法
  3・1・4 収束電子線回折
 3・2 材料内部の組成・状態解析
  3・2・1 エネルギー分散型X線分光
  3・2・2 電子エネルギー損失分光
 3・2・3 走査透過電子顕微鏡
 3・2・4 二次イオン質量分析
 3・3 材料表面の構造解析
 3・3・1 走査電子顕微鏡
 3・3・2 走査プローブ顕微鏡
 3・4 材料表面の組成・状態解析
 3・4・1 電子線マイクロアナライザ
 3・4・2 X線光電子分光

4章 電子・イオン伝導材料(執筆担当:宮山 勝)
 4・1 電子伝導性
 4・1・1 バンド構造と導電機構
 4・1・2 界面を通る電子伝導
 4・2 格子欠陥
 4・2・1 格子欠陥の種類と表記法
 4・2・2 欠陥平衡
 4・3 超伝導体
 4・4 透明導電体
 4・5 ガスセンサ
 4・6 太陽電池
 4・7 熱電変換材料
 4・8 結晶構造とイオン伝導性
 4・9 イオン導電体を用いた機能素子の原理
 4・10 リチウムイオン電池
 4・11 燃料電池

5章 誘電・圧電材料(執筆担当:鶴見敬章)
 5・1 基本的な物理量
 5・2 誘電性の微視的起源
 5・2・1 電子分極
 5・2・2 イオン分極
 5・2・3 配向分極(双極子分極)
 5・2・4 界面分極
 5・3 分極の発生から見た誘電体の分類
 5・4 圧電性の記述と圧電セラミックス
 5・4・1 圧電基本式
 5・4・2 電気機械結合
 5・4・3 強誘電体と圧電セラミックス
 5・5 誘電体の応用
 5・5・1 誘電性を用いた応用
 5・5・2 圧電性を用いた応用
 5・5・3 焦電性を用いた応用
 5・5・4 強誘電性を用いた応用

6章 磁性材料(執筆担当:五味 学)
 6・1 磁性の起源
 6・1・1 原子の磁気モーメント
 6・1・2 常磁性と反磁性
 6・1・3 結晶における軌道磁気モーメントの消失
 6・2 磁気的秩序と結晶構造
 6・2・1 強磁性と反強磁性,フェリ磁性
 6・2・2 磁気的規則配列の原因
 6・3 実用材料における結晶構造と磁性
 6・3・1 スピネル構造と磁性
 6・3・2 プランバイト構造と磁性
 6・3・3 ガーネット構造と磁性
 6・3・4 ペロブスカイト型構造と磁性
 6・4 磁気応用を支配する磁化特性
 6・4・1 ソフト磁性材料
 6・4・2 永久磁石材料
 6・4・3 磁気記録材料
 6・5 スピントロニクス
 6・5・1 異方性磁気抵抗効果と巨大磁気抵抗効果
 6・5・2 スピントンネル磁気抵抗効果
 6・5・3 強相関電子による巨大磁気抵抗効果
 6・5・4 希薄磁性半導体におけるキャリア誘起強磁性

7章 光学材料(執筆担当:田中勝久)
 7・1 発光材料とレーザ
 7・1・1 固体の光吸収
 7・1・2 固体からの発光
 7・1・3 発光材料
 7・1・4 レーザ材料
 7・2 光ファイバ
 7・2・1 光通信の原理
 7・2・2 光ファイバ材料
 7・2・3 光通信用デバイス
 7・3 電気光学,磁気光学,非線形光学,光変調素子
  7・3・1 電気光学効果と非線形光学効果
 7・3・2 電気光学材料と非線形光学材料
 7・3・3 磁気光学効果
 7・3・4 磁気光学材料
 7・4 光メモリ
 7・4・1 相変化型光メモリ
 7・4・2 光磁気記録材料

8章 カーボン材料(執筆担当:楠 美智子)
 8・1 炭素原子の結合様式と電子配置
 8・2 ダイヤモンド
 8・2・1 ダイヤモンドの構造と性質
 8・2・2 ダイヤモンドの合成
 8・2・3 ダイヤモンドの応用
 8・3 グラファイト
 8・4 フラーレン
 8・4・1 フラーレンの構造と特性
 8・4・2 フラーレンの合成法
 8・4・3 フラーレンの応用
 8・5 カーボンナノチューブ
 8・5・1 カーボンナノチューブの構造
 8・5・2 カーボンナノチューブの電気的特性
 8・5・3 カーボンナノチューブの合成法
 8・5・4 カーボンナノチューブの応用
 8・6 終わりに

9章 生体材料(執筆担当:大槻主税)
 9・1 生体材料としてのセラミックスの役割
 9・2 生体材料としてのセラミックスの歴史
 9・3 セラミックスの機械的性質
 9・4 材料として見た骨の特徴
 9・4・1 骨の構造と組成
 9・4・2 骨の機能とその修復
 9・5 骨や関節を修復するセラミックス
 9・5・1 生体不活性セラミックス
 9・5・2 生体活性セラミックス
  9・5・3 生体活性セラミックスと骨組織の結合機構
  9・5・4 生体吸収性セラミックス
  9・5・5 リン酸カルシウムペースト
 9・6 歯科領域で用いられるセラミックス
 9・6・1 骨の機能と構造
 9・6・2 歯科用陶材
 9・6・3 充填材およびセメント
 9・7 セラミックスの生体機能を活かす複合材料とコーティング
  9・7・1 複合材料
  9・7・2 ヒドロキシアパタイトのコーティング
  9・7・3 カーボンによるコーティング
 9・8 生体機能を修復するセラミックスの新しい設計
 9・8・1 生体の自己修復を促進するセラミックス
 9・8・2 無機‐有機ナノハイブリッド(ナノ複合材料)
 9・8・3 生体中の反応を模倣した材料設計
 9・9 終わりに

10章 環境関連材料(執筆担当:中平 敦)
 10・1 環境触媒材料
 10・1・1 光触媒
 10・1・2 ゼオライト触媒
 10・1・3 排ガス浄化触媒
 10・2 環境浄化材料
 10・2・1 吸着剤
 10・2・2 イオン交換体
 10・3 多孔性セラミックスとフィルタ材料
 10・3・1 多孔性セラミックスの合成
 10・3・2 多孔性セラミックスフィルタ

   

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内容説明

編者のことばから:セラミックス, ガラス, 半導体, カーボンなどの無機材料は長い間, 私たちの生活や社会の発展を支え続けてきた. 特に, 最近30年間にさまざまな新しい無機機能材料が開発され, IT・環境・エネルギー・バイオ関連分野を含めた新時代の二一ズに応えてきた. 21世紀になってからも,高度な情報化社会や地球環境に配慮した持続可能な社会の実現のために, 新しい材料の開発がますます重要性を増している. このような背景のもとで, 無機機能材料の基礎とその応用をわかりやすく解説した教科書が求められており, 本書はその期待に応えるために工学部・理工学部の化学,マテリアルサイエンス系などの学部上級から大学院の教科書および企業関係者の参考書として編集された. 無機材料科学の研究・教育に携わる第一線級の大学教授を執筆陣に迎え, 物質がもつ機能の基本的な原理や機能を付与する方法を実際の材料(製品)と結び付けながら,読者が実感をもって理解できるように解説した. さらに, 実用化にはもう少し時間が掛かるが,次世代の材料として芽が出てきた新規物質・材料も積極的に取上げるよう努めた.

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