図解入門 最新金属の基本がわかる事典

概 要

建築物、自動車、テレビ、スマートフォンなど、私たちの生活を支える様々な製品が金属でできています。本書は、専門知識のない学生からエンジニアまで幅広い層を対象に、金属の総合的な入門書を目指しました。金属の性質、加工、生産、表面処理、鉄鋼やアルミニウム、レアメタルといった素材ごとの特徴、ナノ構造制御などの最新トピックまで網羅しています。また、コラムではリチウム、ベリリウムなど全金属のエピソードを紹介します。

著者 田中和明
価格 本体2500円(税別)
ISBN 978-4-7980-4431-6
発売日 2015/6/26
判型 A5
ページ数 648
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目次

Ⅰ 金属基礎篇

第1章 金属の全体像

1-1 本書の位置付け

1-2 日進月歩の材料科学・材料工学

1-3 金属を学ぶときの4つのカテゴリー

1-4 周期表における金属

1-5 周期表と電子軌道

1-6 素材としての金属

1-7 金属の存在比率

1-8 金属の分類

第2章 金属の構造

2-1 金属の構造論

2-2 原子の構造と結合

2-3 原子の電子軌道

2-4 金属と合金の構造

2-5 金属の結晶構造

2-6 金属の合金構造

2-7 合金の時効析出

第3章 金属の性質

3-1 金属の特徴

3-2 金属の重さ(密度)

3-3 金属の硬さ

3-4 金属の強さ

3-5 原子核の結合の強さ

3-6 金属の変形

3-7 弾性と塑性

3-8 電気物性と熱物性

3-9 磁性

3-10 酸化・還元

3-11 金属の色と炎色反応

第4章 金属材料の基礎

4-1 金属材料の構成

4-2 相変態と合金の構造

4-3 格子欠陥

4-4 鉄-炭素系平衡状態図と組織

4-5 拡散

4-6 変態

4-7 金属の強化機構

4-8 加工硬化・回復・再結晶

4-9 時効と析出

4-10 金属の比強度

4-11 金属の降伏

4-12 r値とn値

第5章 金属材料の破壊

5-1 金属材料の破壊の全体像

5-2 破壊のメカニズム

5-3 塑性変形による破壊~応力による破壊(1)

5-4 疲労破壊~応力による破壊(2)

5-5 クリープ破壊~応力による破壊(3)

5-6 延性破壊と脆性破壊

5-7 腐食による破壊

5-8 応力腐食割れ

5-9 水素による破壊

5-10 遅れ破壊

5-11 鋼の熱処理に伴う脆性

第6章 試験・調査技術

6-1 試験方法と調査技術

6-2 機械試験法

6-3 組織調査

6-4 非破壊検査

6-5 分光分析の基礎

6-6 分子分光分析

6-7 原子分光分析

6-8 物質の構造を計測する技術

6-9 質量分析技術

Ⅱ 金属加工技術篇

第7章 金属素材の製造

7-1 金属加工の全体像

7-2 製錬・精錬

7-3 リサイクル精錬法

7-4 凝固

7-5 鋳型鋳造技術

7-6 粉末成形

7-7 熱間成形

第8章 切断と接合

8-1 切断加工

8-2 熱源による切断加工

8-3 金属の除去加工技術

8-4 切断面の品質

8-5 切削と研磨

8-6 バリ取り

8-7 ブランク加工

8-8 板金切断

8-9 接合加工の方法

8-10 溶接の方法

8-11 サブマージドアーク溶接

8-12 固相接合

8-13 機械的接合

8-14 ろうつけ加工

第9章 金属の型創成

9-1 型成形概要~塑性加工(1)

9-2 押し出し成形~塑性加工(2)

9-3 引き抜き成形~塑性加工(3)

9-4 鍛造加工~塑性加工(4)

9-5 プレス加工概論~プレス加工(1)

9-6 絞り加工~プレス加工(2)

9-7 張り出し成形~プレス加工(3)

9-8 フランジ加工~プレス加工(4)

9-9 曲げ加工~プレス加工(5)

9-10 機械加工概要~除去加工(1)

9-11 切削理論と工具~除去加工(2)

9-12 旋盤加工~除去加工(3)

9-13 ボール盤加工~除去加工(4)

9-14 フライス盤加工~除去加工(5)

9-15 エンドミル加工~除去加工(6)

9-16 中ぐり加工と歯切り加工~除去加工(7)

9-17 研削加工~除去加工(8)

第10章 金属熱処理

10-1 鋼材の熱処理体系

10-2 鋼材の熱処理の基礎

10-3 鋼材の焼入れ

10-4 鋼材の焼もどし

10-5 鋼材の焼なまし

10-6 鋼材の焼ならし

10-7 表面熱処理

10-8 表面焼入れ

10-9 浸炭焼入れ

10-10 窒化

第11章 表面技術

11-1 金属の表面技術体系

11-2 金属表面~金属界面(1)

11-3 さびとスケール~金属界面(2)

11-4 水溶液中の電位とpH~金属界面(3)

11-5 金属防食の技術

11-6 金属表面処理技術~金属表面処理(1)

11-7 金属表面の前処理~金属表面処理(2)

11-8 金属被覆~金属表面処理(3)

11-9 化成処理~金属表面処理(4)

11-10 電気防食

Ⅲ 金属素材篇

第12章 鉄鋼の基本

12-1 鉄の基本性質~数字で見る鉄(1)

12-2 鉄の存在量~数字で見る鉄(2)

12-3 鉄の生産量~数字で見る鉄(3)

12-4 鉄の特徴~鉄の性質(1)

12-5 鋼材の性質~鉄の性質(2)

12-6 鋼材のミニ知識~鋼材の種類(1)

12-7 鋼材の分類法~鋼材の種類(2)

12-8 鉄鋼製品~鋼材の作り方(1)

12-9 製銑工程~鋼材の作り方(2)

12-10 製鋼工程~鋼材の作り方(3)

12-11 圧延工程~鋼材の作り方(4)

12-12 超の時代

第13章 アルミニウムの基本

13-1 アルミニウムの全体像

13-2 アルミニウムの性質

13-3 アルミニウム精錬概要

13-4 日本におけるアルミニウム原料史

13-5 戦後アルミニウム原価史

13-6 アルミニウム精錬衰退史

13-7 アルミニウムのリサイクルの科学

第14章 非鉄金属

14-1 金属の分類

14-2 主要非鉄金属の製錬・精錬

14-3 銅と銅合金の性質

14-4 マグネシウムとマグネシウム合金の性質

14-5 チタンとチタン合金の性質

14-6 貴金属の用途

14-7 新機能合金

14-8 金属代替技術

Ⅳ 新技術・資源篇

第15章 ナノ構造制御とヘテロ構造制御

15-1 金属学の新しい潮流

15-2 ナノ金属とは

15-3 ナノ金属特有の材質

15-4 ナノ金属の視点であらためて従来金属技術を読み解く

15-5 ナノ金属が拓く技術分野

15-6 ナノ金属組織製造法

15-7 新元素戦略と構造材料ヘテロ構造制御

第16章 金属資源

16-1 金属資源

16-2 金属資源リスク

16-3 コモンメタルの資源課題

16-4 レアメタルの資源課題

16-5 陸上資源開発

16-6 海底資源

16-7 リサイクル資源

16-8 資源価格高騰問題

16-9 エコロジカル・リュックサック

小コラム

リチウム(Li 原子量6.94 密度0.535)

美味しそうなリチウムイオン電池が決め手の電気自動車

ベリリウム(Be 原子量9.01 密度1.848)

戯曲『素晴らしい合金』の持つ毒に軽さと強さを忘れそう

ホウ素(B 原子量10.81 密度2.340)

スライムの原料にして超硬派のニューハーフボロン見参

ナトリウム(Na 原子量22.99 密度0.968)

生きる糧、恩にも仇にもなる塩の物語

マグネシウム(Mg 原子量24.305 密度1.738)

電磁波で粉になる妄想の末に燃え上がる目映い光

アルミニウム(Al 原子量26.982 密度2.700)

筆者的には注目度マックスの金属。密かに送るラブコール

ケイ素(Si 原子量28.086 密度2.330)

シリカとシリコンで引っ張って、透明談義に華が咲く

カリウム(K 原子量39.098 密度0.856)

閃いた! 菜食主義レジスタンスの屁理屈を。今晩は焼肉だ

カルシウム(Ca 原子量40.078 密度1.550)

人体構造に新説か。妄想癖が紡ぐ奇説珍説を語ろう

スカンジウム(Sc 原子量44.956 密度2.985)

自転車、飛行機、屋外ランプ。軽さも材質も優れている

チタン(Ti 原子量47.867 密度4.507)

軽くてさびない金属は海に空にお寺にお似合い

バナジウム(V 原子量50.942 密度6.110)

富士山系の地下水に潜む北欧の神

クロム(Cr 原子量51.996 密度7.150)

なめし皮に秘めたるクロムの物語は脅威か? 安心か?

マンガン(Mn 原子量54.938 密度7.470)

海の底に眠る団塊に想いをはせたあの頃……

鉄(Fe 原子量55.845 密度7.874)

タイヤの破片に命の恩人だとつぶやいた、高速道路での運命の出来事

コバルト(Co 原子量58.933 密度8.900)

アトムと文庫が爆弾で、工具の電池とコンゴの色彩は海底で

ニッケル(Ni 原子量58.963 密度8.908)

ある時は悪魔、あるいは硬貨、その実はアレルギーの首謀者?

銅(Cu 原子量63.546 密度8.94)

NASA探査機放出の銅製衝突体、第1彗星核に命中

亜鉛(Zn 原子量65.409 密度7.140)

しじみより舐めてみたいな真鍮とトタン

ガリウム(Ga 原子量69.723 密度5.904)

スキープレーヤーとノーベル賞に大活躍の体温融解金属

ゲルマニウム(Ge 原子量72.63 密度5.323)

広告によるとゲルマニウムパワーはすごいらしい

ヒ素(As 原子量74.922 密度5.727)

毒殺の歴史に君臨し続けるエース級のヒ素は半導体の優等生

ルビジウム(Rb 原子量85.468 密度1.532)

ルビー色に光る発信機には謎の固有周波数が示されている

ストロンチウム(Sr 原子量87.62 密度2.630)

降ってきて楽しくもあり悲しくもある灰の起源

イットリウム(Y 原子量88.906 密度4.472)

ヤング? ヤグ? レーザーで大活躍のレアアースメタル

ジルコニウム(Zr 原子量91.224 密度6.511)

古い友人が実は爆発しやすいやつだなんて知らなかった

ニオブ(Nb 原子量92.906 密度8.570)

反物質製造工場でもちあげた超伝導磁石に使われている金属は重かった

モリブデン(Mo 原子量95.96 密度10.280)

合金鋼の世界では超有名のセレブなスーパースター金属

テクネチウム(Tc 原子量97.907 密度11.500)

人工金属とはいえ自然界で全然存在しないわけではない天然元素

ルテニウム(Ru 原子量101.07 密度12.370)

ノーベル賞に使われて、ハードディスクで役に立つ内気な金属

銀(Ag 原子量107.868 密度10.490)

江戸時代、金を減らして混ぜられて、秘伝の表面処理でまるで金に仕上げた

ロジウム(Rh 原子量102.906 密度12.450)

使われなくなることが話題として取り上げられる超セレブ金属

パラジウム(Pd 原子量106.42 密度12.023)

水素を吸い、貴重だと言われても、価格が低くて肩身が狭い言われ方

カドミウム(Cd 原子量112.411 密度8.650)

黄色鮮やかな、有用で迷惑な元素は、公害病で一躍有名

インジウム(In 原子量114.818 密度7.310)

かっこいいタイトル、かっこいい金属、かっこいいパフォーマンス

錫(Sn 原子量118.71 密度7.310)

青銅にも使われた古(いにしえ)の金属を歴史の教科書で見てみよう

テルル(Te 原子量127.6 密度6.240)

地球の神様が映画を何度でも録画する不思議な性質

アンチモン(Sb 原子量121.76 密度6.697)

ギリシア時代の話をネットー先生が英語口述、筆記ノートを野呂が翻訳

セシウム(Cs 原子量132.905 密度1.879)

目立ちたくないのに目立っちゃう金属は、映画の題名に少女と共演

バリウム(Ba 原子量137.33 密度3.51)

飲むと嬉しく、飲むと安心、どっしり感が好ましい検査試薬

ランタン(La 原子量138.905 密度6.146)

一家の名付け親の兄い金属は、人目を避けても目立つ存在

セリウム(Ce 原子量140.116 密度6.689)

レーヴィの周期表で名を馳せた金属は、削減代替でも超有名金属

プラセオジム(Pr 原子量140.908 密度6.640)

希土類がジジミウムと呼ばれた時代の生き証人

ネオジム(Nd 原子量144.24 密度6.800)

世界最強の磁力を持つ、さびと温度に弱い孤高のチャンピオン金属

プロメチウム(Pm 原子量145 密度7.26)

999とのだめと神話が交錯する蛍光が綺麗なお気に入り

サマリウム(Sm 原子量144.913 密度7.353)

ウォークマンのシャカシャカ音はサラダ記念日のおかげです

ユウロピウム(Eu 原子量151.946 密度5.224)

鮮やかな赤色に日本テレビ界のこだわりを見た

ガドリニウム(Gd 原子量157.25 密度7.904)

最強磁性金属は電子の数にもこだわっている

テルビウム(Tb 原子量158.925 密度8.219)

磁歪や蛍光やと、聞いたことの無い金属の聞いたことのない名前

ジスプロシウム(Dy 原子量162.5 密度8.551)

およばざるがごとし、クレームをつけ過ぎると代替が進む金属

ホルミウム(Ho 原子量164.93 密度8.800)

外科治療で大活躍の体に優しいレーザー光源

エルビウム(Er 原子量167.259 密度9.066)

通信の歴史が語るどうでもいい光ファイバー秘話

ツリウム(Tm 原子量168.934 密度9.321)

最北生まれの光ファイバー添加元素は放射線バッチにも使われる

イッテルビウム(Yb 原子量173.04 密度6.57)

イッテルビー4兄弟が分かち合ったよく似た名前

ルテチウム(Lu 原子量174.97 密度9.841)

「まれ」で盛り上がるさいはてのまれな金属の言い分

ハフニウム(Hf 原子量178.49 密度13.31)

正反対の相方とコンビを組んで原発で働いてまーす

タンタル(Ta 原子量180.948 密度16.650)

本人と関係ないところであだ名をつけられたり、進路を決められたり

タングステン(W 原子量183.84 密度19.250)

「何を話してんの?」と戸惑う元素を尻目に力が入るニセモノ談義

レニウム(Re 原子量186.207 密度21.020)

日本に成り損なったライン川の異名を持つラスト発見天然元素

オスミウム(Os 原子量190.23 密度22.61)

筆者好みの下劣な話にまきこまれた重い金属の臭い実態

白金(Pt 原子量195.084 密度21.45)

もっと大切にしよう、モノとカチ。カイロとカードの談義に華が咲く

イリジウム(Ir 原子量192.217 密度22.65)

地球防衛隊で知った、地球の不思議な過去を語る小松センセイ

金(Au 原子量196.967 密度19.300)

入っていれば有難や、根強い健康神話に使われたチャンピオン金属とは?

水銀(Hg 原子量200.59 密度13.579)

カリオストロ伯爵の手品につかわれた賢者の石の正体とは?

タリウム(Tl 原子量204.383 密度11.850)

地味な金属の地味な使い方を時々驚きの報道で思い出す

鉛(Pb 原子量207.2 密度11.340)

ネットー先生が名講義。大昔から使われてきた使いやすい金属

ビスマス(Bi 原子量208.98 密度9.780)

いろんな用途に使われる低融点金属は、見かけは危険だがいいやつだ

ポロニウム(Po 原子量208.982 密度9.196)

煮詰めて濾過して、煮詰めて濾過、煮詰めて濾過して、煮詰める元素

フランシウム(Fr 原子量(223) 密度1.87)

地球上で何個くらい存在するのだろうかと考えてしまう元素

ラジウム(Ra 原子量(226) 密度5.000)

こんな会話があったのかな? 作業の手を抜かない主婦の鏡マリーさん

アクチニウム(Ac 原子量(227) 密度10.070)

執念の尾鉱探しの末に掘り当てた大金星の天然放射性元素

トリウム(Th 原子量232.038 密度11.724)

宇宙の年齢くらいたってもまだ半分残っている古い天然放射性元素

閑話休題

青銅と黄銅の欠点は歴史遺産や戦場でも露呈

プロトアクチニウム(Pa 原子量231.036 密度15.37)

体に溜まったヘリウム(ガス)をぶうっと吐き出す元素

ウラン(U 原子量238.029 密度19.052)

良くも悪くも使う人次第。大きな能力を秘めた元素を扱う倫理の話だな

ネプツニウム(Np 原子量237.048 密度20.25)

人工に作られたものは崩壊する。命名方法が軽いが重い元素

プルトニウム(Pu 原子量243.061 密度19.84)

ボイジャーが積んで行った、初めて作った人工元素の原子力電池

トチノネーミリウム

その手があったか。土地の名前なら無数に名付けられる

ダイガクネーミリウム

おらが大学、おらが研究所。冷戦時代の元素競争

ヒトノネーミリウム

先生! 尊敬しています。大流行の人の名前元素シリーズ

一石仙人

敵も味方もリモコン次第。鉄人世代には良くわかる仙人の悩み

大コラム

金属歌謡集1

<歌謡1 接合情話>

<歌謡2 プレス行進曲>

<歌謡3 金属ラプソディ>

金属歌謡集2

<歌謡4 魅惑の熱処理>

<歌謡5 鋼戦隊JISレンジャー>

<歌謡6 腐食のタンゴ>

<歌謡7 錬金アラベスク>

金属歌謡集3

<歌謡8 せん断!切断!バリ取り加工!>

<歌謡9 これが鉄の生きる道>

<歌謡10 欠陥サンバ>

金属歌謡集4

<歌謡11 あまたの合金になって>

<歌謡12 金のネックレス>

金属歌謡集5

<歌謡13 鉄の星 地球>

<歌謡14 めぐる周期律>

<歌謡15 延ばし仁義>

金属歌謡集6

<歌謡16 周期表いえるかな?>

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