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目次
1 概要
├1.1 精錬工学
├1.2 結晶学･材料組織学
├1.3 破壊力学･塑性力学
├1.4 腐食防食学
├1.5 材料加工学
├1.6 鉄鋼材料分野
├1.7 機能性金属材料の開発
└1.8 金属材料の評価手法
2 金属工学の分野
3 名称
4 関連項目
5 外部ﾘﾝｸ
金属は､その化学成分や不純物原子といった原子ﾚﾍﾞﾙから､結晶粒度や偏析といったﾏｲｸﾛ･ﾐﾘﾒｰﾄﾙｵｰﾀﾞｰの変化が､物理的･化学的な性質を大きく変えることが知られている｡
金属工学の目的はこれらの諸性質の変化の原因を追求するとともに､その制御を行うことで必要とする性質を与えることにある｡
金属工学･冶金学の抱える分野は､鉱石から金属を抽出する精錬とそのﾊﾞｯｸｸﾞﾗｳﾝﾄﾞである物理化学や電気化学､金属の性質を支配する結晶粒や組織を制御する金属組織学､金属の溶解や凝固挙動を研究･制御する鋳造工学､材料の接合を研究する溶接工学などがある｡
また､広義には選鉱学や金属の加工を含む｡
各分野の概要を以下に示す｡
精錬工学は､鉱物など金属の酸化物から純粋な金属に抽出する方法を研究する｡
抽出するためには､金属酸化物から金属にするために､物理化学的または電気化学的な方法で還元する｡
現在のﾁﾀﾝの抽出方法は高価なため､より安価な抽出方法を追求する研究がなされている｡
金属精錬は水系溶媒の使用の有無や電気化学的に抽出するかどうかで以下のようにわけることができる｡
･乾式精錬（pyrometallurgy）： 金属を加熱処理などにより金属を得る精錬｡
水系の溶液を使わない精錬一般を指す｡
鉄のｺｰｸｽによる還元が代表例である｡
･湿式精錬（hydrometallurgy）：金属を水系溶液に浸漬するなどして抽出する精錬｡
･電気精錬（electrometallurgy）：金属を電気化学的な方法で抽出する精錬｡
銅の電解精錬やｱﾙﾐﾆｳﾑの溶融塩電解が代表例である｡
前述したように､金属材料の性質はその原子ﾚﾍﾞﾙの格子欠陥や不純物から､比較的大きい結晶粒や組織が大きく支配する｡
金属工学のうち材料のﾐｸﾛな原子格子ﾚﾍﾞﾙの研究を行う分野が結晶学､比較的ﾏｸﾛな結晶粒や組成､組織を研究する分野が材料組織学である｡
一例を挙げると､純金属は軟らかいため大部分の金属は鋼･黄銅･ｼﾞｭﾗﾙﾐﾝのように合金の形で使用されるが､結晶学では合金元素の侵入に伴う格子のゆがみや転位を研究するのに対し､材料組織学では顕微鏡で観察できるような組織を研究する｡
特に､鋼として知られる重要なFe-C二元系合金についてはよく研究されてきた｡
現在では､様々な合金の平衡状態図という合金設計のための地図が整備されてきている｡
金属はﾌﾟﾗｽﾁｯｸより耐熱性に優れ､大部分は硬く､ｾﾗﾐｯｸｽより強靭であるため､構造材料として多く使われている｡
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