材料工学

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スペースシャトルが大気圏に再突入する際のシミュレーション画像。この時のシャトルの外壁の温度はテンプレート:Convert にも達する。

材料工学（ざいりょうこうがく、英語：materials science and engineering）は、工学の一分野であり、物理学、化学、生物学等の知識を融合して新しい材料（素材）やデバイスの設計と開発、そして評価をおこなう学問である。

プロセス技術（結晶の成長、薄膜化、焼結、鋳造、圧延、溶接、イオン注入、ガラス形成など）、分析評価技術（電子顕微鏡、X線回折、熱量計測など）および産業上の材料生産での費用対利潤の評価などを扱う。

なお、材料工学と似た学問分野の名称に材料科学（ざいりょうかがく、materials science）があるが、2つの学問の対象とする領域は一致する。異なるのは材料に対する姿勢であり、より工学的な発想にたって工学的な目標の達成を目指す場合には材料工学を、より理論の構築などを主眼として自然の法則を追究する際には材料科学を使う。また、物質科学も英語では同じmaterial scienceである。しかし言葉の使用者の好みや、対置する他の学問分野の名称等にも左右されることが多く、明確な言葉の使い分けはなされていないと考えてよい。

歴史

材料工学という名は比較的新しいものであり、1990年代以降各大学で学科が出来始めた。以前は鉄鋼、金属、ポリマー、セラミックなどそれぞれの材料ごとに分かれていたが、現代の材料の重要性などにより材料の専門家が必要という背景がある。材料工学はいわば全ての工学分野の基盤であり、ある意味材料工学なくして工学自体が存在できないという位重要な分野である。日本は昔から半導体の研究や、白川英樹による導電性ポリアセチレンの発見、飯島澄男のカーボンナノチューブの発見など世界有数の材料工学国である。

材料の種類

  • イオン結晶（ionic crystals）
  • 共有結晶（covalent crystals）
  • テンプレート:要出典範囲
  • 合金（intermetallics）
  • 半導体（semiconductors）
  • 重合体（polymers）
  • 合成材料（composite materials）
  • ガラス材料（vitreous materials）

材料工学のトピック

著名な材料工学大学

海外
日本
  • 東京大学
  • 東北大学-金属材料研究所を有し、鉄鋼材料に始まり先端材料まで幅広い研究を行っている。

関連学会

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