大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
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A.今回の講義ではフォトリソグラフィが印象に残りました。フォトリソグラフィは光を用いて表面に細かい模様を描く技術で、半導体の作成などに利用されていることを学びました。プリント基板にフォトリソグラフィを行う場合にはレジスト塗装を施し、露光、現像、エッチングといった工程を経ることでマイクロ単位の高精度な配線が可能になると学びました。 今回のワークショップでは鉄の電位ｐH図を用いて活用例を話し合いました。メッキで金属や樹脂の表面に金属膜をつけて性能や見た目を向上させることができると思いました。この方法で身近な製品や大型構造物まで様々なものに利用することができると考えました。 今回の復習としてフォトリソグラフィ以外の加工について調べてみました。原版の金型を樹脂に押し付けて転写するナノインプリという方法を学びました。この方法はシンプルで低コストだが、欠陥制御や大面積での位置合わせなどの課題があることを知りました。
A.まず、講義では、アノード酸化によるアルミニウム酸化皮膜の特性とアルミニウム電解コンデンサへの活用、およびオームの法則や静電容量に関する基礎を学んだ。さらに、金属表面の不動態膜の重要性や、ペットボトルのラベル印刷にグラビア印刷が用いられる理由について解説された。後半では、薬液を用いるエッチング加工やフォトリソグラフィーによるパターニング、プリント基板の製造プロセスを取り上げた。最後に、多数の工程を経る半導体製造において、わずかな不良が製品全体に影響するため、ほぼ100%の歩留まりを目指す重要性について詳しく解説された。 続いて、ワークショップでは、亜鉛における電位とpHの平衡状態図について調べた。亜鉛はpH0から8の酸性から弱アルカリ性の領域でイオンとして溶出し、pH6から12の領域では表面に水酸化物等の皮膜を生じて不動態を形成することを確認した。さらに、電位がマイナス0.7V以下に保たれる領域では、腐食することなく金属状態のまま安定して存在する物理化学的特性を検証した。 最後に、復習では、各種腐食形態と防止策、および加工技術であるエッチング手法の特性について調べた。局所的に深い穴が生じる孔食と表面全体が均一に削れる全面腐食の特徴を整理し、不動態膜の利用やめっき処理が防食に有効であることを確認した。また、薬液の化学反応により等方的に削るウェットエッチングは安価で大量処理に適し基板配線等に用いられる一方、プラズマ等で物理的に垂直な方向性を持たせて削るドライエッチングは装置コストを要するものの微細で立体的な精密加工に適する点を整理した。
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A.① 腐食とは、金属が周囲の環境と化学反応や電気化学反応を起こし、劣化する現象である。腐食には、金属表面全体が均一に進行する全面腐食、局所的に進行する孔食、異なる金属の接触によって起こる異種金属接触腐食などがある。防食方法としては、金属表面に塗装やめっきを施して腐食物質との接触を防ぐ方法、アルマイト処理のように保護膜を形成する方法、腐食しにくい材料を使用する方法などがある。また、電気化学的な方法として、金属を保護するための電位制御を行う防食技術も利用されている。 ② プリント基板のエッチングは、不要な銅部分を化学的に除去し、必要な回路パターンを形成する加工方法である。まず、銅張積層板の表面に感光性材料を塗布し、回路パターンを露光して形成する。その後、現像によって不要な部分を除き、露出した銅部分をエッチング液で溶解除去する。最後に、残った保護膜を除去して銅配線だけを残すことで、電子回路が完成する。エッチングは、スマートフォンやコンピュータなどの電子機器に使用されるプリント基板の製造に欠かせない技術である。 ③ 復習では、金属材料の劣化を防ぐための腐食と防食技術について学んだ。腐食は電気化学反応によって進行するため、金属の種類や環境条件によって発生しやすさが変化する。めっきや表面処理、保護膜形成などによって腐食を防ぐことで、材料の寿命を延ばすことができる。また、プリント基板のエッチングでは、金属を選択的に除去することで微細な回路を作製しており、電気化学の原理が電子機器の製造にも応用されていることを理解した。
A. アルマイト処理や不動態化、コンデンサの原理、さらに半導体加工技術について学んだ。まず、アルミニウムの陽極酸化によって形成されるアルマイト皮膜は、耐食性や耐摩耗性を向上させるだけでなく、PS印刷版やコンデンサ、建築材料など幅広い用途に利用されていることを学んだ。また、ステンレス鋼ではクロム酸化物による不動態皮膜が腐食を防ぐ重要な役割を果たしていることも復習した。さらに、コンデンサでは静電容量が極板面積や誘電率に比例し、極板間距離に反比例することや、電流・電圧・電荷の関係について理解した。加えて、フォトリソグラフィやエッチングなどの半導体製造技術についても学び、微細な回路を形成する工程を確認した。 グループでは、プールベー図（電位-pH図）について発表を行った。プールベー図は、電位とpHの条件によって金属が腐食するのか、不動態皮膜を形成するのか、あるいは安定に存在するのかを示す図であることを説明した。また、この図は腐食対策の検討や環境条件の評価、機能性材料の設計などに利用され、金属材料を適切な条件で使用するための重要な指標であることを紹介した。 アルマイト処理によって形成される酸化皮膜が耐食性や耐摩耗性を向上させることや、ステンレス鋼の不動態皮膜が腐食を防ぐ仕組みについて理解を深めることができた。また、コンデンサでは静電容量が極板の面積や間隔によって決まることや、電流・電圧・電荷の関係を整理することができた。さらに、半導体製造ではフォトリソグラフィやエッチングによって微細な回路が形成されていることや、プールベー図を用いることで金属の腐食や不動態化の条件を予測できることを学んだ。
A.第12回では、アノード酸化をアルミニウム電解コンデンサーへ応用する仕組みを学んだ。コンデンサーの基本式はC＝Q/Vであり、平行板型ではC＝εA/dと表されるため、誘電率εと電極面積Aが大きく、誘電体の厚さdが薄いほど容量は大きくなる。アルミ電解コンデンサーでは極薄の酸化アルミニウム膜を誘電体として利用する。『現代の電気化学』p.166図6.13に対応する。 授業課題では亜鉛の電位-pH図を描き、腐食、不働態、金属として安定する領域を整理した。ここで課題に示した図の下側を単に「不活性不働態域」とするのは正確ではなく、金属Znが熱力学的に安定な領域は一般に不変態域・免疫域と呼ばれる。Zn??などの溶存イオンが安定なら腐食域、ZnOやZn(OH)?などの固体生成物が安定なら不働態域と考える。水素発生や酸素発生の平衡線もネルンスト式から導かれる。 復習ではアルミ電解コンデンサーの大容量化を調べた。アルミ箔をエッチングすると微細な孔が多数形成されて実効表面積が増加し、その表面をアノード酸化して極薄のAl?O?誘電体を作ることで、小さな体積でも大きな容量を得られる。また電荷はQ＝∫Idt、電圧はV＝Q/Cであり、コンデンサーでは抵抗のように常にV＝IRとなるわけではなく、電流との関係はI＝C(dV/dt)で表す必要がある。保存エネルギーはU＝(1/2)CV?である。
A.①講義の再話 本講義では、エッチングについて学び、グラビア印刷との密接なかかわりについて理解した。グラビア印刷におけるエッチングは、金属製のシリンダーの表面を薬品で腐食させ、インキを入れる微細な凹みを作るための重要な製版工程である。主な役割は、「セルの形成」「濃淡の表現」「版の加工」の3点である。 ②発表の要旨 電位pH図（プールベダイアグラム)を描いた。 金属の腐食と防食の技術は、海洋開発やインフラ維持に不可欠である。例えば、鉄よりイオン化傾向が大きい亜鉛やマグネシウムを犠牲陽極として結合させ、鉄の腐食を防ぐ「電気防食」は、船舶や橋梁、パイプラインの寿命を劇的に延ばすために応用されている。鉄のプールベダイアグラムを描いた。 ③復習の内容 ウエットエッチングとドライエッチングについて調べた。 ウエットエッチング 酸やアルカリなどの「薬液」に材料を浸して化学反応で削る方法である。特徴: あらゆる方向に同じように削れる性質（等方性）があり、横方向にも削れるため断面が丸みを帯びる。 メリット: 装置が安価で、一度に複数の部品を処理できるため量産性に優れている。 用途: プリント基板やフレキシブル基板の比較的大きな配線、ガラス加工などに適している。 ドライエッチング 真空状態の装置内でガスをプラズマ化し、発生したイオンやラジカル（活性種）を材料に当てて削る方法である。 特徴: イオンを垂直に衝突させることで、一方向のみを深く削る性質（異方性）がある。 メリット: 下の層を削りすぎることなく、非常に微細で垂直な溝やパターンを精密に形成できる。 用途: ナノレベルの加工が求められる最先端の半導体製造回路の9割以上で使われている。
A.①グラビア印刷はインキを厚く塗布できるため、優れた遮光性・隠蔽性を備えるのが特徴である。印刷版には凹部（セル）が形成され、その微細な穴の深さは約20μである。このパターン形成にはフォトリソグラフィ技術が用いられ、薬剤で金属を溶かすウェットエッチングや、ガスを用いるドライエッチングによって版が作製される。この精密な凹版構造により、鮮明で均一な高濃度印刷が可能となる。 ②亜鉛のpH電位図を調べた。イオンとして溶出する「腐食領域」、水酸化物皮膜を形成して安定化する「不動態領域」、金属として存在する分類される。この図を活用することで、鉄鋼の防食（亜鉛めっき）条件の設定、めっき電解液の pH 管理、強酸・強アルカリ環境下での溶出・腐食挙動の予測や水質評価を論理的に行える。腐食対策、メッキプロセス、環境水の評価などに用いられる。 ③1.基板準備・レジスト形成:銅箔基板を洗浄後、感光性フィルム等を貼り、露光・現象（フォトリソグラフィ）により回路パターンの保護膜（レジスト）を形成する。2.エッチング処理:塩化第二鉄溶液などのエッチング液に漬け、露出した不要な銅箔を化学的に溶解除去する。3.剥離・仕上げ:水洗後に回路上のレジストを薬品で剥離し、銅の配線パターンのみを露出させて乾燥させる。これらがプリント基板のエッチング手順である。
A.1)本講義では、エッチング技術や金属腐食、電位-pH図（プールベダイアグラム）について学んだ。エッチングは腐食反応を利用して金属などの不要な部分を除去する加工技術であり、プリント基板や半導体、印刷技術など幅広い分野で利用されていることを理解した。また、ウェットエッチングとドライエッチングの特徴や用途の違いについて学び、微細加工技術における重要性を理解した。さらに、金属腐食は金属の電位や周囲の環境によって進行度が変化し、塩化物イオンなど溶解性の高い物質が腐食に影響を与えることを学んだ。電位-pH図を用いることで、金属が腐食・不働態・安定状態のどの領域に存在するかを判断できることを理解した。加えて、半導体のpn接合やフォトリソグラフィーについても学び、エッチングや表面処理技術がICやLSIなどの電子デバイス製造を支える重要な技術であることを理解した。 2)本発表では、亜鉛めっき鋼板の防食メカニズムについて学んだ。亜鉛めっきは、鉄鋼材料の腐食を防ぐために利用される表面処理技術であり、ガードレールや橋梁、自動車部品など幅広い分野で使用されている。溶融亜鉛めっきでは、鋼材を約450℃の溶融亜鉛に浸漬することで表面に亜鉛層を形成する。亜鉛は鉄より酸化されやすいため、傷が生じた場合でも優先的に腐食することで鉄を保護する犠牲防食作用を示す。また、亜鉛表面に形成される保護皮膜によって耐食性が維持されることを理解した。さらに、電位-pH図（プールベ図）を用いて亜鉛の腐食・不働態領域を確認し、環境条件によって金属の安定性や防食効果が変化することを学んだ。これにより、金属材料の長期的な耐久性を向上させるためには、材料の性質だけでなく使用環境を考慮した表面処理が重要であることを理解した。 3)腐食とは、金属が環境中の水や酸素などと反応して酸化される現象である。代表的な腐食には、表面全体が進行する全面腐食、局所的に穴ができる孔食、結晶粒界で進行する粒界腐食などがある。防食方法としては、めっきや塗装による保護皮膜の形成、アノード酸化、犠牲防食法、耐食材料の使用などがあり、金属の腐食を防ぎ耐久性を向上させるために利用されている。
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A. 授業では、アノード酸化について復習した。主に、アルマイトとしてPSEP刷版や船舶、飛行機に使われる。また、アルミニウム電解コンデンサとして基板上で用いられる。コンデンサに関連して、インピーダンス（リアクタンス）としてE、C、Lが使われる。Rはオームの法則で表され、縦軸が電圧、横軸が電流、傾きがR（抵抗）として表される。これより、電流と時間の関係をグラフに表すと面積が電気量となることがわかった。 グループワークでは、電位ｐH図を描こうについて、教科書の図を模写した。グループ名は未記入で、共著作者は工藤琉平、佐藤颯真、小野朋夏、登利谷直生で役割は概念化と調査であった。 個人の発展として、電池におけるpHの変化について考えた。pHが変化すると、物質の状態が変化する。例えば、ボルタ電池ではpHが変化するとZnが安定であったり、Zn(OH)?が安定であったりする。つまり、pHの調製は電池にとって、とても重要な要素であり、電池そのものの性質を変えてしまうほどの要素である。
A.今回の講義では、印刷技術とフォトリソグラフィー、さらにエッチングと腐食について学んだ。フォトリソグラフィーは、感光性材料（レジスト）に光を当てて回路パターンを形成する技術であり、半導体や電子部品の製造に欠かせない方法である。また、エッチングは不要な部分を化学薬品などで溶かして加工する技術であり、腐食の原理を応用して微細な加工を行うことを学んだ。これらの技術は、電子機器の小型化や高性能化を支える重要な役割を果たしていることを理解した。 ② 発表の要旨 発表では、フォトリソグラフィーは半導体チップやプリント基板の製造に広く利用されており、高精度な回路形成を可能にすることが説明された。また、エッチングには化学的な方法やプラズマを利用した方法があり、用途に応じて使い分けられていることが紹介された。腐食は通常は金属の劣化現象であるが、製造技術では目的に応じて有効に利用されていることも学んだ。 ③ 復習の内容 復習では、フォトリソグラフィーは光を利用して回路パターンを作り、その後のエッチングによって不要な部分を除去することで精密な加工を行う技術であることを再確認した。また、腐食は防ぐだけでなく、エッチングのように加工技術として活用される場合もあることを理解した。今後は、半導体製造や電子機器の発展を支える重要な技術として、これらの仕組みをさらに深く学んでいきたい。
A.①講義の再話 ペットボトルへの印刷には主に、インクを版の上から押し出して直接ボトルに印刷するスクリーン印刷、熱で収縮するフィルムをボトルにかぶせ、加熱し密着させるシュリンクラベル、ボトル成形時にラベルを金型内に入れ、ボトルと一体化させるインモールドラベル、ボトルに直接インクジェットで印刷するデジタル印刷がある。エッチングとは、材料の不要な部分を化学反応や物理作用によって除去し、目的の形状やパターンを作る加工技術である。腐食は金属が自然に溶けたり劣化したりする現象である一方で、エッチングは人間が意図的に特定の部分だけを腐食させる技術である。 ②発表の要旨 鉄へのめっき技術を選んだ。めっきとは金属や樹脂などの表面に薄い金属の膜を付けて性能や見た目を向上させる表面処理技術である。 ③復習の内容 鉄の腐食や防食応用される技術には、めっき、塗装、電気防食、合金化、防錆油・防錆剤、化成処理がある。めっきには、鉄より先に亜鉛が腐食する犠牲防食で鉄を守る亜鉛めっきや表面を硬くし、耐食性・耐摩耗性を向上させるクロムめっきがある。塗装は鉄を塗装で覆い、水や酸素を遮断して腐食を防ぐ方法である。電気防食は鉄よりイオンになりやすい亜鉛やマグネシウムなどの金属を取り付け、それらを先に腐食させる方法である。合金化は鉄にクロムやニッケルを加えることで表面に薄い酸化膜を作らせ腐食しにくくする方法である。防錆油・防錆剤は金属表面に油膜を作り、水分や酸素との接触を防ぐ。化成処理はリン酸皮膜などを形成し、塗装の密着性と耐食性を高める方法である。
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A.①グラビア印刷について、エッチングを行うことを学んだ。穴をあけるために、削る、腐食させるなどの方法をもちいる。銅板などの上にレジストを均一に塗布したものを用意する。光を当てた部分のみレジストが取れるため、それを腐食させることによって、光の当たった場所の銅が削れる。レジストを取り除くことで削れら他銅板だけを得ることができる。これがフォトリソグラフィ―である。エッチングにもウェットエッチングやドライエッチングなどの種類がある。また、亜鉛のpH電位図についても確認し、腐食域や不導体域、不活性帯域があることを学んだ。 ②亜鉛の電位―ph図を描いた。そのとき、亜鉛の状態や腐食域などの情報も書いた。また、これを用いた応用例について、ガードレール、アルカリ電池、排水処理を考えた。特に、不導体化することで酸化を防ぐことや、酸化還元反応を用いた電池などでは、電位やpHによる制御が大切だと考えた。 ③オームの方法則に従うと、縦軸に電圧、横軸に電流をとった図では、比例のグラフになり、直線の傾きは電気抵抗となる。縦軸に電流、横軸に時間をとると、グラフは横軸に平行になり、横軸から線までの面積はエネルギー（Q）となる。また、電荷蓄積の容量（C）について、C=8.855×10^-8εS/dとあらわすことができる。このとき、Cの値が大きくなるほど多くの電気をためることができる。
A.①静電容量Cは面積を大きくし、膜厚を薄くすることで増加するため、エッチピット形成などの表面加工が重要となる。また、ステンレスはクロムの酸化皮膜によって耐食性を得ており、材料ではバルクよりも界面（表面）が機能を左右することが多い。アルミニウム皮膜が用いられるのは非常に薄いからである。さらに、グラビア印刷やプリント基板製造では、エッチングやフォトリソグラフィーによる微細加工が利用され、半導体製造では多数の工程を高精度で管理する必要がある。 ②グループワークでは、電位pH図(プールべダイアグラム)を描こうについて班名電位pH図、伊藤心寧、加藤夏海、石川愛菜佐藤裕周と共に亜鉛の電位pH図を描いた。防食、めっきに使用され、鉄よりも溶けやすい性質を利用し、めっきを評価する時に用いられる。排水処理についてはpHコントロールを行い、不純物を沈殿させることで処理を行う。 ③酸化皮膜としてアルミニウムが多く用いられるが、その他の膜で実際に使用されているものについて調査した。授業でやったステンレス以外に、チタンやクロムが挙げられる。チタンは海水や強酸に対しても腐食されない。クロムは摩擦や傷に強いことから、機械のこすれ合う部分などに用いられる。
A.①材料工学において、物質の表面はバルクの性質を左右する極めて重要な領域である。 金属の腐食は周囲の環境と表面の反応によって生じるが、特定の金属は表面に微細なナノスケール（オングストローム単位）の極薄い酸化皮膜を形成する。これが不動態であり、内部への腐食の進行を劇的に防ぐバリアとなる。 この表面特性を精密に制御・応用した技術がエッチング加工である。化学薬品やプラズマを用いて不要な部分を選択的に腐食（溶解）させることで、ミクロな電子回路などの精密なパターン形成を可能にしている。 このように、目に見えないレベルの表面状態を制御することが、材料の耐久性向上や高度な微細加工へと直結している。 ②金属の腐食を防ぐ代表的な応用技術に、海洋構造物や埋設配管で用いられる「犠牲陽極方式の電気防食」がある。これは、保護対象である鉄よりイオン化傾向が大きく卑な電位を持つ亜鉛などを電気的に接続し、亜鉛をアノード（陽極）として優先的に腐食させることで、鉄のカソード（陰極）反応を維持して防食する技術である。 亜鉛の電位-pH図において、水の安定領域（水素発生線と酸素発生線の間）を重ねると、金属亜鉛が熱力学的に安定な「免疫領域」は、水の還元線よりもはるかに低い電位に位置する。これは亜鉛を水に浸すと、水を還元して水素を発生させながら自らは激しく溶解（腐食）することを示しており、鉄の身代わりとなる犠牲陽極としての適性を熱力学的に裏付けている。 ③ 材料工学において表面状態の制御は重要であり、金属表面に形成される極薄の酸化皮膜である不動態は、内部の腐食を防ぐバリアとなる。この表面の腐食・溶解現象を精密に利用した技術がエッチング加工であり、化学薬品やプラズマによる選択的な微細加工を可能にしている。一方、金属の腐食を防ぐ技術として犠牲陽極方式があり、鉄より卑な亜鉛などを接続して優先的に腐食させることで鉄を保護する。亜鉛の電位-pH図における免疫領域や水の安定領域の関係から、亜鉛が水を還元して自ら溶解する性質を持つことが示され、これが鉄の身代わりとなる犠牲陽極としての熱力学的な適性を裏付けている。
A.講義では、印刷技術と半導体製造に共通する「パターン形成」の原理を学び、フォトリソグラフィーとエッチングの関係を理解した。フォトリソグラフィーは光を使ってレジスト膜に微細なパターンを転写する技術であり、印刷の「版」に相当する工程である。露光後の現像によって不要部分を除去し、次にエッチングによって基板表面を化学的に削ることで目的の形状を作り出す。この一連の工程は、半導体だけでなく金属加工や表面処理にも応用されており、腐食反応を制御することで精密な構造を形成できることを学んだ。 発表では、印刷技術とフォトリソグラフィーの共通点を整理し、どちらも「材料表面に情報を写す」技術であることを強調した。特に、光の波長やレジスト材料の選定がパターンの解像度を決めることを説明し、化学反応と物理的プロセスの両立が重要であることを述べた。また、エッチングでは酸やアルカリによる腐食反応を利用して不要部分を除去するが、反応速度や方向性を制御することで微細加工が可能になることを示した。印刷から半導体へと技術が発展する過程で、化学の精密制御がものづくりの核心になっていることを考察した。 復習では、フォトリソグラフィーの工程を図で整理し、露光・現像・エッチングの各段階で起こる化学反応を確認した。腐食反応を単なる劣化現象としてではなく、目的をもって利用する「加工技術」として捉える視点を身につけた。今後は、光と化学反応を組み合わせた微細加工技術をより深く理解し、電子デバイスや新素材の開発に応用できるように学びを進めていきたい。
A.金属材料における腐食現象の電気化学的機構と防食技術について学び、水や酸素との反応に伴う素地劣化のプロセスを整理した。鉄の表面に亜鉛を被覆するトタンに代表される犠牲防食作用の原理を把握し、卑な金属が優先的に酸化されることで基材を電気化学的に保護する構造を理解した。このような表面被覆技術や防食処理は、建築物や自動車など多様なインフラ基盤の耐久性と信頼性を担保する上で極めて重要な技術領域である。 演題「亜鉛のｐＨ－電位図（安定域・不働態域・腐食域）」に取り取り組み、電位およびｐＨの変化に伴う物質の存在状態の可視化を検証した。私は本検討において、画像メモに示されたｐＨ－電位図（プールベダイアグラム）における電位（Ｅ／Ｖ ｖｓ ＮＨＥ）とｐＨ（０から１２）の相関、ならびにＦｅ??、Ｆｅ??、Ｆｅ?Ｏ?、ＦｅＯ??、Ｆｅなどの安定領域や状態変化の矢印（①Ｆｅ?Ｏ?、②Ｆｅ、③等）を解析・整理し、数値データから化学種の存在領域を読み解く「データ分析・試算（Formal analysis / Data curation）」の役割を果たした。 授業後の復習として、プールベダイアグラムを活用した金属の腐食域・不働態域・免疫域（安定域）の判定手法および精密化学加工への応用について個人で考察を深めた。腐食は制御すべき課題である一方、その溶解反応を制御・利用するエッチング加工のように高度な製造技術へと展開されている点も整理した。環境条件に応じた電位とｐＨの制御パラメータを正確に特定し、材料選定や防食・加工設計に反映させる視点は、工業製品の長寿命化と省資源化を推進する上で極めて重要であると確信した。
A. 本講義では、「印刷とフォトリソグラフィー―エッチングと腐食―」をテーマに、微細加工技術の基礎となる電気化学的・化学的な金属除去プロセスについて学習した。金属が環境と反応して劣化・溶解する「腐食（Corrosion）」現象の電気化学的なメカニズムを整理するとともに、その反応を制御して目的の形状やパターンを正確に形成する工学的技術としての「エッチング（Etching）」の原理について理解を深めた。半導体製造やプリント基板の作製に不可欠なフォトリソグラフィー工程において、感光性樹脂（レジスト）のパターン形成と選択的エッチングが果たす役割と重要性について知見を得た。 グループワークでは、「亜鉛のpH-電位図（安定域・不動態域・腐食域）」をテーマに解析と議論を行った。金属の電気化学的挙動を環境のpHと電位の関数として示すpH-電位図に基づき、亜鉛（Zn）の熱力学的な安定状態について比較検討した。亜鉛がイオンとして溶出する「腐食域」、水酸化物や酸化物の保護皮膜を形成して腐食が抑制される「不動態域」、そして金属として熱力学的に安定な「安定域（免疫域）」の境界条件を整理し、酸性・アルカリ性溶液中における挙動の違いや防食対策への応用について意見を交わした。 復習として、フォトリソグラフィーや各種表面加工プロセスを最適化するためには、熱力学的な安定領域（pH-電位図）と電気化学的な反応速度（腐食・エッチング速度）の両面から制御することが不可欠であると再認識した。今後は各種金属材料の腐食防食技術や高精度な微細加工プロセスへの応用に向けた理解を深めていきたい。
A. 講義では、アノード酸化についての話があった。アノード酸化は、金属を陽極として電気化学的に酸化させ、人工的に強固な酸化皮膜を形成する技術である。アルミニウムのアルマイト処理が代表例で、耐食性や耐摩耗性の向上、着色、電子部品の絶縁体製造など、幅広い分野で活用されている。 「金属の腐食や防食が応用される技術をひとつ選びましょう。 それがどんな技術なのか、説明しましょう。次にその金属の、電位ｐＨ図（プールベイ図）を描きましょう。 また、電位ｐＨ図に水の安定領域を描き加えましょう。」という設問について、グループワークでは、亜鉛を用いた電気防食を選んだ。亜鉛を用いた電気防食は、自らが犠牲となって鉄を守る技術である。亜鉛は鉄よりも電位が低い金属であるため、鉄と接続すると亜鉛だけが選択的に溶け出し、鉄に防食電流を供給し続ける。これを流電陽極方式と呼び、船体、港湾設備、地中配管などに広く使われている。 授業外では、水素発生との関係を調べた。亜鉛の安定電位は、水の安定限界である直線 aよりもさらに下に位置している。これは、亜鉛を水に浸けると熱力学的に水を還元して水素を発生させながら、自身は腐食領域へと自発的に溶け出そうとする性質が強いことを示しています。この高い溶解傾向こそが、犠牲陽極として理想的なパフォーマンスを発揮できる理由であった。
A. 第12回では、まず電気回路の基礎としてオームの法則や、電流と電気量の関係（Q=It）、電圧と電気量・電気容量との関係について、グラフを用いて整理した。また、電解コンデンサでアルミニウムのアノード酸化皮膜が利用される理由について学び、その酸化皮膜が非常に薄く、高い静電容量を得られることを理解した。さらに、SUS304（18-8ステンレス鋼）の組成や不働態皮膜の役割、腐食と防食の仕組みについて学び、エッチングやグラビア印刷など、腐食反応を利用した工業技術への応用についても理解を深めた。 電位ｐＨ図（プールベダイアグラム）について、pH班、阿部、石沢、細田、越須賀、大屋、Investigation（調査）、Formal analysis（分析） 今回の発表では、「電位-pH図（プールベイ図）を用いて金属の腐食や防食技術を説明する」というテーマについて調査した。私たちの班では、鉄や鋼材の防食に広く用いられる亜鉛めっきを取り上げた。亜鉛めっきは鉄の表面を亜鉛で覆うだけでなく、傷が付いた場合でも鉄より酸化されやすい亜鉛が先に腐食する犠牲防食によって鉄を保護する技術である。また、亜鉛の電位-pH図から、不感域・不働態域・腐食域の違いを確認し、水素発生線と酸素発生線に囲まれた水の安定領域についても図を用いて説明した。 今回の学習を通して、腐食は単に金属が錆びる現象ではなく、電気化学反応として理解できることを学んだ。特に、プールベイ図を用いることで金属がどのような条件で安定・腐食・不働態化するのかを視覚的に理解できた。また、エッチングでは塩化鉄（Ⅲ）が銅を酸化して不要な部分を溶かす反応を利用していることや、ウエットエッチングとドライエッチング、リードフレームやグラビア印刷の製造方法にも電気化学が応用されていることが印象に残った。身近な電子機器や工業製品には、このような腐食や防食の技術が数多く利用されていることを改めて実感した。
A.? コンデンサの大容量化手法および微細加工技術であるエッチングやフォトリソグラフィについて学んだ。静電容量は電極面積に比例し極間距離に反比例するため、表面のエッチング処理や誘電体の薄膜化が不可欠となる。フォトリソグラフィでは光の感光反応を用いてシリコン基板上に超微細な回路を焼付ける工程を把握した。また、熱力学的に金属の存在状態を示すプールベ図の構造と活用法を習得した。 ? 電位とpHを軸にとったプールベ図の解釈とその応用範囲についてグループで議論を実施した。本図を用いることで、対象とする金属が水溶液中で溶け出す領域、安定な金属として存在する領域、および表面に保護膜を形成して動的に安定化する不動態領域を視覚的に特定できることを確認した。工場排水からの重金属回収条件の設定や、構造物の腐食傾向を予測する上で極めて強力な指標となることを共有した。 ? 亜鉛のプールベ図を通して、特定の電位およびpH環境下における化学的安定性の評価手法を復習した。金属のサビや防食現象は、単に環境の酸性度だけでなく電位の制御状態に密接に依存していることが明確になった。鉄の防食のために亜鉛を犠牲極として配置する技術や、クロムを添加して合金化させるステンレスの不動態化など、物理化学的状態図に基づいた防食設計の合理性について理解を深めた。
A.
A.(1)コンデンサの電荷蓄積の容量は静電容量に等しい。これを大きくするにはエッチピット(孔)を作るか、厚さを薄くするかで面積を拡げられる。厚さは1Vあたり数?数十nm薄く目安である。 (2)腐食は電気防食(犠牲陽極法)に使われ、鉄よりイオン化傾向の大きい亜鉛などをあらかじめ構造物に付けて腐食させることで錆や腐食を防ぐ。イオン化傾向の大きい亜鉛やマグネシウム、アルミニウムなどを電気的に接続して溶解させて腐食させる。電流を流すと金属表面がカソード化し防食する。 (3)オプセット印刷は安価量産だが、有機溶剤(ナフサ)を用いる。対するグラビア印刷は厚く漏れて透けることのないパッケージを作れる。これが腐食の代表例になる。
A.①講義では、エッチングと腐食はどちらも化学反応で金属を溶かす現象であるが、腐食は自然発生してコントロールできないが、エッチングは金属を溶かす部分をコントロールして理想の形にする技術であるということを学んだ。また、エッチングは印刷技術において、グラビア印刷のレーザー製版やヘリオ製版ではエッチング加工で金属板を溶かして溝をつくり、そこにインクを転写するという方法で活用されているということを学んだ。 ②発表では、金属の腐食や防食が応用される技術 として、鉄のエッチング加工について調べると、鉄のエッチング加工には塩化第二鉄水溶液が腐食液として使用されており、電位pH図から鉄はpHが低い領域では安定してイオンとして溶け出せる腐食域が広く、強い酸である塩化第二鉄水溶液は鉄を鉄イオンとして融解してエッチングを行うのに適していることが分かった。 ③復習として、エッチングと腐食はどちらも金属を溶かす反応であるが、金属の加工の応用できるエッチングは金属加工では重要な技術であり、知っておかなければならない加工法であると学んだ。
A. 第12回の授業では、エッチングとフォトリソグラフィーを中心に、表面を選択的に溶かして模様や構造を作る加工技術を学んだ。アルミニウムにアノード酸化膜が使われる理由は、非常に薄い膜を形成でき、微細なエッチピットを作ることで表面積を大きくできるためである。フォトリソグラフィーでは光でパターンを焼き付け、その部分だけをエッチングすることで精密な構造を作れる。微細加工が材料の機能を大きく左右することを理解した。 班では亜鉛めっきを例に、亜鉛の電位?pH図を描いて腐食挙動を整理した。亜鉛は鉄よりイオン化傾向が大きく、先に酸化されることで鉄を守る「犠牲防食」として働く。電位?pH図では、低電位で金属亜鉛が安定な不活性領域、中性～アルカリ性で水酸化亜鉛が生成する不動態領域、高電位でZn??として溶解する腐食領域が示される。水の安定領域と比較することで、亜鉛めっきの防食機能を理解できた。 復習では、エッチングとフォトリソグラフィーの関係を整理し、光でパターンを形成して選択的に溶かす技術が半導体製造や表面処理に不可欠であることを確認した。また、亜鉛の電位?pH図を再度描き、亜鉛がどの条件で不動態化し、どの条件で腐食するかを理解した。犠牲防食の仕組みは、材料の腐食を電気化学的に制御する典型例であり、表面処理と電気化学のつながりを実感した。
A.１２－１）再話 前回の授業に引き続き、アノード酸化膜について深く学んだ。オームの法則V＝IRで表せることから、電流と電気量の関係はQ＝∫Idtで表せられることを理解した。バリヤー被膜については、緻密であることから表面のコントロールが必要である。また、エッチング処理の過程や腐食はどのようにしておきるのか、不働態について、半導体の製造に関することまで幅広く学んだ。 １２－２）発表 発表ではめっきについて調べた。工業製品における代表的なめっき技術として、スマートフォンの基板やコネクタにある電子部品の金めっきを例に考える。 工業製品の選定として電子部品の金めっきはスマートフォンやPCの内部のコネクタ端子にある。高い導電性と耐食性を両立させるためにめっきが施されている。また、めっきの方式として電気めっきが使われている。外部電源を用いて溶液中に電流を流し、陰極で金属イオンを還元させて皮膜を析出させる方式である。また、電気めっきにおいて、析出する金属の質量は、流した電気量「電流×時間」に比例する。これがファラデーの法則である。めっき厚みのばらつきを減らす工夫としてはアノードの位置を調節し、製品全体に電気力線が均等に当たるようにしている。ハルセル試験については電流密度の違いによってメッキの仕上がりに違いが出ると分かった。 １２－３）復習 今回学んだエッチングは、薄膜を削り回路を作る半導体の製造における核心技術である。最先端プロセスでは、深さ方向のみを削る垂直な異方性エッチングが不可欠であり、主に、RIEと呼ばれる反応性イオンエッチングが使われ、化学反応と物理的衝撃の融合によりナノレベルの溝を形成する。応用としては、3D NANDでは100層以上を貫通する超高アスペクト比加工が施され、次世代トランジスタ（GAA）では特定の層だけを横に削る選択比エッチングが活躍している。さらに、原子1層単位で除去を制御するALEと呼ばれる原子層エッチングなど、極限の微細化を支える進化が続いている。
A.設問25 「12.印刷とフォトリソグラフィー－エッチングと腐食－」 【講義の再話】 講義では、印刷技術や半導体製造で利用されるフォトリソグラフィーと、材料表面を選択的に除去するエッチングについて学びました。フォトリソグラフィーでは、基板を洗浄した後に感光性のフォトレジストを塗布し、マスクを通して光を当て、現像によってパターンを形成します。その後、露出した部分をエッチングし、不要な部分を除去して回路や微細構造を作製します。 【発表の要旨】 発表では、印刷とフォトリソグラフィーは、必要な部分だけを残したり除去したりして、情報や形状を基板上に転写する技術であるとまとめました。エッチングには薬液を用いる湿式エッチングや、反応性ガスなどを用いる乾式エッチングがあります。腐食も金属が酸化される電気化学反応ですが、エッチングでは条件を制御して、腐食を加工技術として利用します。 【復習の内容】 復習では、フォトレジストがエッチングから基板を保護する役割をもつことを確認しました。ポジ型レジストでは光が当たった部分が現像液に溶けやすくなり、ネガ型レジストでは光が当たった部分が残ります。エッチングでは、加工速度、選択性、横方向への削れによるアンダーカットに注意が必要です。薬品を扱うため、安全対策と廃液処理も重要です。
A.(1)金属表面の溶解現象を利用した機能化加工技術について、意図しない化学的・電気化学的劣化である「腐食」に対し、エッチングは溶解反応を化学的に精密制御する技術である。印刷などの分野で対象金属にパターンを入れて光を当て、パターンを転写して腐食液で残ったレジストを取り除くという工程で行われている。流した電気量に比例して粗面化が進むため、この加工はアルミ電解コンデンサ等の電極表面積を飛躍的に増やし、静電容量を高める技術として直結している。他にも静電容量を高める方法として厚さを薄くする、誘電率を高めるといったものがある。 (2)ワークショップ課題として、「電位ｐＨ図（プールベダイアグラム）を描こう」というテーマで調査を行った。グループ名はなく、共著者は荒川琴音、木田志門、佐野愛莉、古川智之で私は課題の調査とまとめを担当した。亜鉛の電位ｐＨ図をえがいた。Znとして存在するのは不活性不働態域といい電位が-1.0?-1.2Vより低いとこの状態となり、酸化亜鉛として存在するのは不働態域でpHが約7以上で電位が-1.0?-1.2Vより高いとこの状態となり亜鉛イオンとして存在するのは腐食域でpHが約２?７、電位が-1.0V以上だとこの状態となる。 (3)授業の復習として、ドライエッチングの特徴とその応用例について調査を行った。溶液ではなく、反応性ガスやプラズマを利用して基板を微細加工する手法でイオンの直進性を活かして垂直方向のみを選択的に削ることが可能で、溶液によるサイドエッチを防いで微細パターンを精密に形成できる。応用例として半導体メモリーやCPUの微細回路形成などがある。薬液を用いるウェットエッチングに比べて高コスト・処理速度の課題はあるが、パターン崩れや横方向への食込みが生じないため、技術が必要とされる場面が多いと考えられる。
A.①講義の再話 エッチングや腐食、不働態化といった電極表面の化学・電気化学的制御は、電解コンデンサや半導体プロセスなどの工業製品に広く応用されている。静電容量 C は極板面積 S に比例し、距離 d に反比例する関係にある。フォトリソグラフィーやエッチング技術を用いて金属表面を微細加工し、実効表面積 S を飛躍的に増大させると同時に、数 nmオーダーの極めて薄く緻密な不働態皮膜を形成して距離 d を最小化することが、高容量化を実現する基本的な原理なのだ。また、通電時の電荷量 Q と電圧 V の関係を捉えることも、これらのデバイスのエネルギー保持能力を評価する上で重要となる。 ②発表の要旨 演題「電位PH図（プールべダイアグラム）を描こう」、グループ名「PH」、共著者は金澤玲奈、田中心優、石曽根萌音、菅原優奈である。私はCRediTにおけるWriting ? original draft（原案執筆）の役割を担当した。本発表では亜鉛めっき鋼板の犠牲防食メカニズムを電位pH図（プールベ図）に基づいて解析した。亜鉛が酸性域および強アルカリ域で腐食域（溶解）となるのに対し、中性付近では 保護皮膜が形成される不働態域が存在することを示し、水の安定領域（水素発生線と酸素発生線の間）との関係性を考慮した防食条件をまとめた。 ③復習の内容 講義で扱った「エッチングや薄膜形成による空間あたりの高容量化」の考え方と、ワークショップで検討した「電池の体積・重量エネルギー密度の設計」を関連付けて考察を行った。限られたサイズの中で体積エネルギー密度を高めるためには、電極構造を薄膜化・多層化して空隙を極小化し、単位体積あたりの実効反応面積を極限まで大きくする設計が不可欠である。講義で学んだミクロな電極界面の構造制御や薄膜化技術が、マクロな市販電池の高エネルギー密度化や用途別設計を支える技術的基盤になっていることを再確認した。
A.プリント配線基板の製造工程について学んだ。工程過程としては設計データの変換から、回路形成、穴あけ・めっき、表面処理、そして部品を載せる実装と検査まで進んでいく。主なステップとしては、回路パターンの形成、積層・穴あけ、ソルダーレジストと仕上げがある。そのなかでも、フォトレジスト、感光性樹脂とは、光を当てると性質が変化する特殊な液体またはフィルムのことである。これはプリント基板の製造において、銅箔の上に正確な回路パターンを焼き付けるためのハンコのような役割を果たしており、ここでポジ型とネガ型が存在し、ポジ型が光が当たった部分が溶けるもので主に半導体などで使用されている。一方はネガ型は光が当たった部分が固まって残るタイプであり、基板製造で主流のドライフィルムなどに利用される。
A.（1）講義の再話 今回の講義では、金属の腐食現象とその防食技術、さらに腐食を利用したエッチング加工やフォトリソグラフィについて学んだ。腐食とは、金属が酸化されて熱力学的により安定な酸化物や水酸化物へ戻る現象であり、鉄の錆が代表例である。一方、防食とは腐食を抑制する技術であり、塗装やめっき、犠牲陽極法などが用いられる。橋梁や船舶、配管などの大型構造物では、防食処理が安全性や耐久性の維持に不可欠である。 講義では腐食の種類として全面腐食、局部腐食、孔食、割れなどが紹介され、それぞれ発生要因や危険性が異なることを学んだ。また、金属塩の溶解度や酸化還元電位と腐食の関係についても説明され、塩化物イオンは酸化物より溶解しやすいため腐食を促進することが理解できた。さらに、金属の安定性は酸化還元電位で評価でき、リチウムやアルミニウム、亜鉛、鉄は腐食しやすく、銅や貴金属は腐食しにくいことを確認した。 プールベダイアグラム（電位-pH図）では、電位とpHによって金属が金属のまま存在する領域、不動態皮膜を形成する領域、イオンとして溶解する領域が示され、鉄・アルミニウム・亜鉛それぞれで安定条件が異なることを学んだ。また、水の電位窓では、水素発生反応と酸素発生反応の間が水の安定領域であり、その幅が約1.23 Vであることも理解した。 最後に、プリント配線基板の製造工程として、フォトレジストを塗布し、露光によってパターンを形成し、現像後に不要な銅をエッチングで除去し、最後にレジストを除去して配線を完成させるフォトリソグラフィ技術を学び、腐食現象が精密加工にも応用されていることを理解した。 （2）発表の趣旨 本発表では、金属腐食の発生原理と防食方法について理解するとともに、腐食が単なる劣化現象ではなく、エッチング加工やフォトリソグラフィによる半導体・プリント基板製造などの精密加工技術にも利用されていることを学ぶことを目的とした。また、プールベダイアグラムを用いて金属の安定性を電位とpHの観点から考察し、材料選択や防食設計の重要性について理解を深めることを目的とした。 （3）復習の内容 今回の講義を通して、腐食は金属が酸化されて安定な状態へ戻る自然現象であり、酸化還元反応によって進行することを理解した。特にプールベダイアグラムでは、電位とpHによって腐食領域・不動態領域・安定領域が決まることが分かったため、図を見て各領域を説明できるよう復習したい。また、水の電位窓や水素発生反応・酸素発生反応の標準電位についても整理し、1.23 Vという意味を理解しておきたい。さらに、フォトリソグラフィでは「レジスト塗布→露光→現像→エッチング→レジスト除去」という製造工程を正確な順序で覚え、エッチングが腐食を積極的に利用した加工法であることを説明できるように復習したい。
A.①金属の腐食は、金属塩の溶解度や電位によって影響を受ける。塩化物は酸化物より溶解度が大きいため、金属腐食に関係する。金属の電位が卑であるほど腐食しやすく、貴であるほど腐食しにくい。半導体では、p型とn型を接合したpn接合が利用され、ダイオードやトランジスタなどの基礎となる。フォトリソグラフィーはICやLSIの製造に用いられ、印刷技術にも応用されている。 ② 亜鉛めっきは鉄鋼材料の腐食を防ぐために利用される表面処理技術であり、ガードレールや橋梁、自動車部品などに用いられている。溶融亜鉛めっきでは、鋼材を約450℃の溶融亜鉛に浸漬し、表面に亜鉛層を形成する。亜鉛は鉄より酸化されやすいため、傷が生じた場合でも優先的に腐食して鉄を保護する犠牲防食作用を示す。また、表面に保護皮膜を形成することで耐食性を維持する。 ③ 全面腐食は金属表面全体が均一に腐食する現象であり、腐食速度や寿命を予測しやすい。一方、孔食は不動態皮膜が局所的に破壊され、一部分だけが深く腐食する現象である。孔食は外観から判断しにくく、配管や容器の破損につながる危険性が高い。防止には、塗装やめっき、耐孔食性材料の使用、腐食環境の管理が有効である。回路基板製造では、エッチングによって不要な銅箔を除去し、回路パターンを形成する。ウェットエッチングは低コストで大量生産に適し、ドライエッチングは高精度な微細加工に利用される。
A.(1)第十二回の講義では、印刷とフォトリソグラフィー、エッチングと腐食について学んだ。金属は本来酸化物などの安定な状態へ戻ろうとするため腐食が起こることや、腐食には全面腐食や孔食などの種類があることを理解した。また、電位-pH図（プールベダイアグラム）を用いることで、金属が腐食する領域、不動態となる領域、安定に存在する領域を判断できることを学んだ。さらに、フォトリソグラフィーでは露光・現像・エッチングを利用してプリント配線基板などの微細な回路が作製されていることを理解した。 (2)演習では、電位-pH図（プールベダイアグラム）について調べた。鉛の電位-pH図では、pHと電位によって鉛の状態が変化することを理解した。酸性条件では鉛はイオンとして溶解しやすく腐食が進みやすい一方、中性からアルカリ性では酸化物などの不動態皮膜が形成され、腐食しにくくなる場合があることを学んだ。また、水の安定領域も合わせて確認することで、水素や酸素が発生する電位範囲についても理解した。電位-pH図は、金属の腐食や防食を考える上で重要な指標であることを学んだ。 (3)今回の講義を通して、金属の腐食は電位やpHなどの環境条件によって大きく変化し、電位-pH図を用いることで金属の安定性や腐食のしやすさを予測できることを理解した。また、エッチングやフォトリソグラフィーは半導体やプリント配線基板の製造に欠かせない技術であることを学んだ。今後は腐食や防食の原理をさらに深く理解し、材料開発やエネルギー分野に活かせる知識を身に付けていきたい。
A.（１）印刷について学んだ。まずグラビア印刷について、この様式は厚く盛れて透けないという特徴を持っている。銅板に刃物で傷をつけるまたは薬液で溶かすことで細かい穴をあけ、底にインクを流し込むことにより印刷することができる。後者の薬液を使用する方法はエッジングと言い、薬液にはFeCl3などを使用して腐食させる。次にフォトリングラフィーについて、この方法は工程が多い。プリント基板などに使われる。また、印刷技術を利用するものとして半導体があげられる。この時はわずかな皮脂やほこりなどのごみが混入したら多大な損失を生むため、細心の注意が払われている。また、酸素も半導体にとってはよくないため、ドライエッジングというエッジング方法が取られている。 npn型半導体の作り方についても学習した。これは最初からｎ型の部分とｐ型の部分に分かれているのではなく、腐食を利用する。まずｎ型の塊に少しずつ電子を付与し、その部分をｐ型にするこれをおおよそ２nm間隔で行い、ｎ型とｐ型が交互に現れるようにしている。人間の目視できる最小の大きさは１μｍと言われており、この間隔は肉眼では認識できない。それどころか可視光よりも小さな感覚であるため顕微鏡を使ってもみることができない作業であるとのことだった。 （２）佐野さん、川村さん、木田さん、古川さんでワークショップを行い、私は主に調査を行った。テーマは鉄のブルーべダイアグラムをかけというものだった。ブルーべダイアグラムとは物質がどのｐHでどのような形態をとっているかを表す図のことである。まずこのグラフには３つの領域が存在し、それぞれ不活性不動態域、不動態域、腐食域である。それぞれの領域内で鉄はZn,Zn（OH）2,Zn^2＋という形で存在している。そして不動態域と腐食域をまたぐ二本の直線はそれぞれ水素発生の反応の平衡が起こる領域、反応の平衡電位が生じる領域を示す。 （３）半導体生産の過程において目に見えない領域のものを扱っているというのはにわかには信じがたかった。しかし、先生がいつもおっしゃる通り、作るのは大変だが使うのは簡単なのだと感じた。半導体がなければ現代の便利な暮らしは成り立たないため、その授業の日はいつもよりありがたみを感じながら生活した。
A.1. グラビア印刷について学んだ。グラビア印刷は、凹版印刷の一種で、版の表面にある小さなくぼみにインクを入れ、紙やフィルムなどに転写する印刷方法である。インクの量を細かく調整できるため、写真や細かい模様を鮮明に印刷することができる。食品包装や雑誌、建材用フィルムなど幅広い分野で利用されており、大量生産に適した印刷技術であることを学んだ。 2. 電位-pH図について学んだ。電位-pH図は、金属などの物質が水溶液中でどのような状態で存在するかを、電位とpHの関係から示した図である。この図を利用することで、金属が腐食する領域、イオンとして溶解する領域、酸化膜を形成して安定化する不働態領域などを判断することができる。材料の腐食を防ぐための条件を考える上で重要な手法であることを理解した。 3.今回の授業では、印刷技術や金属の腐食挙動など、一見異なる分野にも化学や電気化学の知識が利用されていることを学んだ。特に電位-pH図は、金属材料を長期間使用するための腐食対策や材料選択に役立つ重要な技術であると感じた。材料の性質を理解し、適切に制御することが製品の品質や寿命の向上につながっていることを学んだ。
A.印刷におけるフォトリソグラフィーは、表面に対して細孔をつくることで表面積を大きくし、フォトレジストと呼ばれる感光材を塗布することでパターンを形成し、パターニングと呼ばれる作業を行うことがわかりました。パターニングにより、フィルムとインクの塗られる部分を形成してどのような半導体を作りたいかや、どのようなデザインのものを作りたいかを選ぶことができるとわかりました。エッチングは、表面のレジストを除去する工程で、残った部分が回路やデザインの基盤となることがわかりました。プリント基板ではれじすと 印刷から、エッチングによりレジストを除去することが行われているとわかりました。ぶどまりをへらすことが重要であるとわかりました。 ワークショップでは、プリント基板に対する印刷技術について発表しました。プリント基板では、レジストを印刷してエッチングをすることでレジストを除去していることがわかりました。また半導体pn結合では同じように行われていることがわかりました。 復習では、ペットボトル印刷におけるフィルムはグラビア印刷であり、きれいな印刷を圧着により行うことで汚れをつきにくくしているというクウガされていることがわかりました。
A.(1) 第12回目の授業では、エッチングについて学んだ。エッチングとは、化学薬品の腐食作用やプラズマの反応を利用して、金属やガラス、半導体などの不要な部分を溶かして削り、目的の形状や微細な模様を作る加工方法である。この技術は半導体を作る上でも重要な技術であると言える。 (2) グループワークでは、亜鉛の電位pH図を作図した。作図したものは設問26の写真の通りである。横軸にpH、縦軸に電位としてプロットした。低pHでは平衡関係から水酸化亜鉛の溶解度が増加し、反応が右に進み、高pHでは左に進む。それにより、亜鉛がイオンの状態をとるか、水酸化物の状態をとるか技術決まってくる。また、この技術が使われていらる例も挙げた。メッキにもこの技術が使われていることがわかった。 (3) 第12回目の授業で印象に残ったのは、エッチング技術である。エッチング技術とは、薬品の腐食作用によって金属やガラスなどの不要な部分を溶かすことで形状を整形していることがわかった。また、pHによる電位の変化についてもグラフを用いて理解することができた。
A.腐食とは、金属が環境中で酸化される現象であり、不動態化によって金属表面に保護被膜が形成されると腐食が抑制される。アルミニウムの酸化被膜では、被膜が薄いほど容量が大きくなる。オームの法則はV＝IRで表され、電圧・電流・抵抗の関係を示す。ステンレス鋼は鉄にクロムやニッケルを加えた合金であり、不動態被膜によって耐食性を持つ。印刷技術では、グラビア印刷があり、凹部にインクをためて転写する。エッチングでは、薬液によって材料を溶かして穴や形状を形成する。フォトリソグラフィでは、光を利用して微細なパターンを形成し、その後エッチングによって加工する。 グループワークでは、亜鉛の電位‐pH図（プールベ図）を作成した。電位‐pH図は、ネルンストの式を基に金属の安定領域や腐食・不動態領域を示すものである。亜鉛はガードレール、アルカリ電池、排水処理などに利用されている。 電位‐pH図とネルンストの式の関係について確認した。
A.① 講義の再話 印刷技術とフォトリソグラフィーでは、フォトレジストを用いて不要な部分を除去するエッチング技術が重要であることを学んだ。また、ウェットエッチングやドライエッチングの違いと、腐食との関係について学習した。 ② 発表の要旨 エッチングは、レジストで保護されていない部分を除去して微細な加工を行う技術であり、半導体製造や凸版印刷に利用されている。ドライエッチングは高精度な加工が可能である。また、pH電位図を用いることで、金属の腐食や不動態の状態を予測できることが紹介された。 ③ 復習の内容 エッチングにはウェットエッチングとドライエッチングがあり、それぞれ用途が異なることを復習した。また、亜鉛のpH電位図から腐食しやすい条件や不動態となる条件を理解した。さらに、前回学習したアノード酸化や腐食との関係についても確認した。
A. 印刷技術とフォトリソグラフィーは、いずれもパターンを基板上へ正確に転写する技術であり、その原理は共通している。印刷ではインクを用いて紙へ文字や画像を転写するのに対し、フォトリソグラフィーでは感光性樹脂であるレジストをシリコン基板上に塗布し、フォトマスクを介して紫外線を照射することで微細な回路パターンを形成する。その後、現像によって不要なレジストを除去し、露出した部分をエッチングすることで回路が形成される。半導体の高集積化が進む現在では、このフォトリソグラフィー技術が極めて重要な役割を担っている。 エッチングとは、薬液やプラズマを用いて材料表面を選択的に除去する加工技術である。一方、腐食は金属が周囲の環境との化学反応や電気化学反応によって劣化する現象を指す。両者は材料を溶解させるという点では共通するが、エッチングは目的に応じて制御された加工であり、腐食は一般に望ましくない自然現象である。半導体製造では、エッチングによってナノメートル単位の精密加工が実現される一方、製造装置や配管の腐食防止には適切な材料選定や表面処理が不可欠である。 亜鉛の電位-pH図（プールベ図）は、電位とpHの条件によって亜鉛がどのような状態で存在するかを示した図である。酸性かつ低電位領域では亜鉛はZn??として溶解しやすく腐食が進行する。一方、中性からアルカリ性の領域ではZnOやZn(OH)?などの酸化物・水酸化物が表面に形成され、不動態皮膜として働くため腐食速度は低下する。また、さらに低い電位では金属亜鉛として安定に存在する。このような電位-pH図は、防食設計やめっき技術、材料選定を行う際の重要な指針となる。 印刷技術から発展したフォトリソグラフィーは、エッチング技術と組み合わせることで現代の半導体産業を支えている。また、腐食現象や亜鉛の電位-pH図を理解することは、材料の耐久性向上や適切な防食対策の実現につながる。これらの知識は、高性能かつ高信頼性の電子機器を製造するための基盤技術として重要な意義を持つ。
A.①印刷とフォトリソグラフィーの講義では、腐食と防食の違いやpH電位図について学んだ。腐食は金属材料が酸化物に戻っていく過程を言う。 また、腐食を防止するかを防食と言う。 ②亜鉛の電位についてpH図を作成した。pH図は特定のpHおよび電位環境下で亜鉛がZn、Zn??、Zn(OH)?のどの状態で安定に存在するのかを示している。 ③腐食とは、金属が周囲の環境と化学反応や電気化学反応を起こし、劣化する現象である。腐食には、金属全体が均一に腐食する全面腐食や、一部だけが局所的に腐食する局部腐食（孔食やすきま腐食など）がある。腐食を防ぐ方法としては、塗装やめっきによる表面保護、耐食性の高い材料の使用、防食電流を利用する電気防食などが挙げられる。これらの防食技術は、橋梁や建築物、自動車、配管などの耐久性や安全性を維持するために重要な役割を果たしている。
A. エッチングと腐食について、金属材料の加工や劣化との関係を整理した。エッチングは、金属表面を化学反応や電気化学反応によって選択的に除去する加工技術であり、半導体や電子部品の製造などに利用されている。一方、腐食は金属が周囲の環境との反応によって劣化する現象である。どちらも金属の溶解反応が関係しているが、エッチングは目的を持って利用され、腐食は製品性能を低下させる現象であることを確認した。 亜鉛の電位-pH図を作成し、pHや電位の変化によって亜鉛がどのような状態で存在するかを確認した。電位-pH図では、亜鉛が金属として安定する領域、亜鉛イオンとして溶解する領域、水酸化物などの化合物を形成する領域が示される。図を描くことで、腐食が起こりやすい条件や亜鉛の安定性は環境条件によって変化することが分かった。また、電位-pH図は金属材料の腐食挙動を考える上で重要な指標になることを理解した。 エッチングでは、金属表面を必要な部分だけ除去することで、微細な形状や回路パターンを形成することができる。特に半導体やプリント基板の製造では重要な加工技術として利用されている。腐食は金属が酸化還元反応によって溶解する現象であり、製品の寿命や安全性に影響を与える。そのため、防食処理や材料選択によって腐食を抑制することが重要である。
A.①スマホの心臓部である半導体やICチップの超微細回路は、手で描くのではなく「光を用いた印刷技術」によって大量生産されている。基板の表面に光硬化性の樹脂を塗り、光で回路パターンを転写（露光）した後、不要な部分を化学薬品で溶かして削り取る「エッチング」を行う。これは金属の天敵である「腐食（サビる現象）」を反転させ、ポジティブに応用したモノづくりの知恵である。印刷会社の製造現場などでも磨かれてきたこの微細加工技術は、ミクロな化学反応と光学を融合させることで、人類がナノメートル単位の立体構造を制御する基盤となった。 ②本ワークショップではアルミニウムの電位-pH図を作成し、その応用例を調べた。グループ名はアルミニウムで共同著者は長谷部心紀、後藤瑳良である。役割は執筆を行った。本図は、電位とpHの条件から金属の腐食や不動態化の領域を視覚的に示すものであり、防食管理、化成皮膜、アルマイト（陽極酸化）などの表面処理技術に広く応用されている。議論では、理論的な熱力学データとして「腐食挙動の正確な予測と管理に徹すべきだ」とする学術重視の価値観と、実際の製造現場で「製品の長寿命化や品質向上に直結させるべきだ」とする実用重視の価値観が出された。グループとしては、電位-pH図が理論と実務を繋ぐ強力な指針であり、この知見をもとに最適な環境制御を行うことが材料工学の発展に不可欠であると結論付けた。 ③腐食の種類と防食について調べた。孔食と全面腐食の最大の違いは「腐食の進み方」である。全面腐食は金属の表面全体が均一に薄くなるように溶け出す現象で、寿命予測がしやすい。一方、孔食はステンレス等の保護膜が部分的に破壊され、針で突いたような穴が内部へ局所的・急速に深くなる現象で、予期せぬ貫通事故を起こしやすい。これらを食い止めるには、金属の表面に塗装やメッキ、亜鉛による犠牲防食を施して環境から遮断する防食技術が有効である。また、環境側の対策として、原因となる塩素イオンの濃度を下げたり、腐食の進行を遅らせる「インヒビター（腐食抑制剤）」を添加したりする工夫が議論されている。
A.腐食とは、金属材料が酸化などによって本来の安定な状態へ戻ろうとする現象であり、これを防ぐ技術を防食という。腐食には全面腐食や孔食などがあり、水道管やパイプラインの漏えい事故の原因となるため、橋梁や船舶、石油タンクでは塗装や表面処理による防食が行われている。また、金属の腐食しやすさはイオン化傾向や酸化還元電位と関係しており、貴金属は腐食しにくく、卑な金属ほど腐食しやすい。さらに、水の理論分解電圧はpHによらず約1.23Vであり、水電解や燃料電池の基本原理となっている。表面処理技術は半導体やプリント基板、電解コンデンサ、印刷版など幅広い工業分野で利用されており、材料表面に機能を付与する重要な技術である。界面では電位差やエネルギー準位の差が生じ、pn接合のような半導体デバイスの基本構造を形成する。特に半導体製造では多数の微細加工工程を経て集積回路が作られ、精密なレジストや表面加工技術が不可欠である。このように、腐食現象や界面の制御は材料の耐久性向上だけでなく、電子デバイスや先端産業を支える基盤技術として重要な役割を果たしている。
A.①金属の腐食と防食について学んだ。腐食とは、金属が酸化して本来の安定した状態へ戻る現象であり、全面腐食や孔食、割れなどさまざまな形態があることを理解した。また、腐食は配管や橋梁などの設備事故につながるため、防食技術が重要であることも学んだ。防食方法としては、塗装やめっき、不動態皮膜の形成などがあり、用途に応じて適切な方法を選択する必要があることが分かった。さらに、プールベダイアグラム（電位-pH図）を用いることで、鉄やアルミニウム、亜鉛が腐食・不動態化・安定状態のどこに存在するかを判断できることを学び、材料選定や防食設計に役立つことを理解した。また、水の電位窓や酸化還元電位との関係から、腐食は周囲の環境や電位によって大きく変化することも印象に残った。腐食現象を正しく理解し、防食技術を適切に活用することが、安全性や製品寿命の向上につながると感じた。 ②演題：電位pH図について グループ名：高橋班 共著者名：?橋風乃明、我妻凱陽、高井真叶、中川雅貴、渡邉龍之介 自分が発表の創作に果たした役割は調査である。Znの腐食技術について調査し、発表がしやすいようにまとめ、ワークショップ課題に取り組んだ。グループではZnの腐食技術について議論した。ZnはpH8まではZnとZn2+の平衡にあり、その電位は-0.9V vs. NHEである。しかし、pH8を超えるとZnとZn(OH)2の平衡となり、pH12でのZnとZn(OH)2の平衡の電位は-1.2V vs. NHEである。 ③腐食は防ぐべき現象であるだけでなく、エッチング加工のように製造技術にも活用されていることが印象に残った。また、プールベダイアグラムを用いて材料の腐食しやすさを判断できることから、材料選定や防食設計の重要性を実感した。今後は実際の構造物や製品で使われる防食技術についても学び、理解を深めたいと考えた。
A.第12回では、腐食と防食を中心に学んだ。金属は本来安定な酸化物へ戻ろうとするため、腐食は自然に進行する現象であることを理解した。また、腐食には全面腐食や孔食などの種類があり、橋梁や配管では重大事故の原因となることも学んだ。さらに、プリント配線基板の製造では、フォトリソグラフィーとエッチング技術によって微細な回路パターンが形成されることを確認した。 発表では、電位-pH図（プールベダイアグラム）について説明した。鉄やアルミニウム、亜鉛の電位-pH図を比較することで、金属ごとの腐食のしやすさや不動態化の違いを理解した。また、イオン化傾向と酸化還元電位の関係を学び、金属材料の安定性を電気化学的に評価できることを示した。 復習では、防食技術として塗装やめっき、犠牲防食の仕組みを整理した。特にトタン板が亜鉛の犠牲防食作用によって鉄を保護していることが印象に残った。また、水の理論分解電圧が1.23 Vであり、燃料電池の起電力とも深く関係することを再確認した。
A. 今回の講義の再話について、まずはコンデンサーについて扱う。コンデンサーは電荷蓄積を基本としている。次に、印刷技術についてである。印刷についてはオフセット印刷が存在している。また、プリント基板の作成においても印刷技術は利用されており、レジスト印刷とエッチング加工によって成立しているものである。最後に半導体技術について、半導体はpnpやnm単位での技術が必要となるものであり、それらの技術を遺憾なく発揮する事にって、世界と伍する技術として、戦っていくことが出来ると考えることが出来る。 今回の班での発表の要旨について、班名は電位pH図、班員は齋藤考裕、加藤夏海、伊藤心寧、石川愛菜であり、自分の役割は調査と、執筆-原稿作成であった。今回は電位pH図とそれを利用した技術についてであり、金属はZnを選んだ。電位pH図には、腐食域、不活性態域、不動態域が存在しており、この図を用いることによって、防食やメッキの評価、pHコントロールによる、不要物沈殿などの排水処理を行うことが出来ると考えられる。 授業の復習について、エッチングについて調べた。エッチングには、ウェットエッチングとドライエッチングがあり、そのそれぞれが別々の技術で利用されている。具体的には、ウェットエッチングは化学溶液を利用し、プリント基板の作成に、ドライエッチングは、ガスを利用する事によって、シリコンウエハーの作成に関与するものとなっている。
A.①講義の再話 今回の講義では、金属が腐食する仕組みと、それを防ぐために用いられるめっき技術について学んだ。腐食とは、金属が水や酸素などの周囲の環境と化学反応を起こし、酸化によって材料の性質が変化して劣化する現象である。中でも鉄は錆が発生しやすい金属であるため、腐食を抑えるためのさまざまな対策が利用されている。その一つとしてトタンがあり、鉄の表面を亜鉛で覆うことで、亜鉛が鉄より先に酸化する犠牲防食の働きによって鉄を守る仕組みを理解した。このような防食技術は、建築物や自動車など幅広い工業分野で活用され、製品の長寿命化や安全性の向上に貢献していることを学んだ。 ②発表の要旨 課題では、亜鉛を対象として電位pH図（プールベダイアグラム）を作成し、その特徴について考察した。電位pH図は、金属が溶解して腐食する状態、不動態皮膜を形成する状態、安定して存在できる状態を、電位とpHの関係から表したものである。亜鉛の場合、酸性の環境では溶解が進みやすい一方で、中性からアルカリ性の条件では酸化皮膜が形成され、安定化する領域があることが分かった。この図を用いることで、金属が腐食しやすい環境を予測でき、防食方法の選択や材料を使用する環境の検討に役立つことを理解した。 ③復習の内容 講義や課題を通して、金属の腐食は金属自体の特徴だけで決まるのではなく、周囲の温度や水分、pHなどの環境条件によって大きく変化することを学んだ。また、亜鉛めっきは犠牲防食の仕組みによって鉄を保護しており、その理由を電位pH図によって理論的に確認できることを理解した。腐食を防止する技術は、製品の使用期間を延ばすだけでなく、資源の有効活用や安全性の確保にもつながる重要な技術であると感じた。今後は、電気化学の知識を活かしながら、材料の劣化を防ぐ方法や耐久性を高める技術についてさらに学んでいきたい。
A.① 講義の再話 電気化学現象を利用した加工技術およびプリント配線板の製造技術について学習した。アルミニウムのエッチング（表面積約40倍への拡大）と化成処理（緻密なバリア層形成）は、極薄の誘電体層を作り出し大容量な電解コンデンサを実現する。腐食やエッチング技術はグラビア印刷やプリント基板の微細加工に応用される。基板の高密度・多層化においては、高アスペクト比の孔内でも均一なめっきが可能な無電解銅めっきが不可欠である。回路形成手法には、不要な銅をエッチングで除去する「サブトラクティブ法」と、必要な箇所にのみ直接めっきを施す「フルアディティブ法」があり、後者は工程短縮や高密度配線に優れる。 ② 発表の要旨 亜鉛（Zn）の電位-pH図（プールベ図）とその応用例についての発表が行われた。図中の領域は、A：不活性態（不感態）域、B：不動態域、C：腐食域に分類される。亜鉛の化学的・電気化学的特性の応用例として、防食用 sacrificial anode 等に用いられる「ガードレール」、電極反応を利用した「アルカリ電池」、および金属の沈殿・除去に関わる「排水処理」が挙げられた。 ③ 復習の内容 本講義および発表を通じて、金属の腐食や溶出現象（エッチング）を制御することが、電子回路形成や印刷技術をはじめとする工業技術の基礎であることを再確認した。また、プールベ図を用いて電位とpHに応じた腐食・不動態・不活性状態の挙動を把握することは、電池開発や防食技術、排水処理などの実用プロセスを最適化する上で極めて重要である。
A.本授業では、フォトリソグラフィーについて学んだ。フォトリソグラフィーは、光を使って基板上に微細なパターンを形成する加工技術である。半導体製造やマイクロエレクトロニクス、MEMSなどで、回路や構造の形状をフォトレジストという感光性材料に転写するために使われる。 発表をするためのグループワークでは、プールベダイアグラムを描いた。応用例として、特定の酸化物または、錯イオンを生成する時に使えることがわかった。このダイアグラムには、安定域、不動態域、腐食域があることも調査によって分かった。 復習では、前回の講義内容の再話を行った。前回の授業では、アルマイトと不動態について学んだ。アルマイトはアルミニウムの表面を電解処理して人工的に酸化皮膜を作る処理で、耐腐食性、耐摩耗性、絶縁性を高める。これは、装飾や機能部品に使われる。不動態は金属表面に自然に、または化学的に形成される薄い酸化膜で、内部の金属が腐食しにくくなる現象を指す。ステンレス鋼のクロム酸化膜やアルミニウムの自然酸化膜が例として取り上げられる。これらの違いは、アルマイトが人工的に形成された厚い酸化皮膜の処理技術であるのに対し、不動態は自然発生または化学的に形成される薄い保護膜という現象である点にあることが復習できた。本講義との関連性も大きく、本講義の内容も復習できた。
A.【講義の再話】 第12回の講義では、エッチング技術と金属の腐食、電位-pH図（プールベダイアグラム）について学んだ。エッチングは腐食反応を利用して不要な部分だけを除去する加工技術であり、プリント基板や半導体製造に欠かせないことを理解した。また、ウェットエッチングとドライエッチングの特徴や用途の違い、リードフレームやグラビア印刷におけるエッチング技術についても学んだ。さらに、腐食には全面腐食や孔食などさまざまな種類があり、金属の種類や周囲の環境によって腐食の進み方が異なることを理解した。 【発表の要旨】 今回の発表では、「電位-pH図」について調査した。電位-pH図は、金属が腐食する領域、不動態皮膜を形成する領域、金属として安定な領域を電位とpHの関係で示した図である。水の安定領域と合わせて考えることで、アルミニウムや鉄、亜鉛などがどのような環境で腐食や不動態化を起こすかを予測できることを学んだ。また、アルミニウムは中性付近で酸化皮膜により安定である一方、強酸性や強アルカリ性では腐食しやすくなることも理解した。 【復習の内容】 復習では、エッチングは腐食反応を利用した精密加工技術であり、電子機器や半導体の製造に広く利用されていることを確認した。また、電位-pH図は金属の腐食挙動を予測するための重要な指標であり、材料の選定や防食方法の検討に役立つことを理解した。さらに、腐食は使用環境によって大きく左右されるため、金属の特性を理解して適切な材料や表面処理を選択することが重要であると学んだ。
A.①本講義では、印刷技術やフォトリソグラフィー、エッチングと腐食について学んだ。アルミニウムを塩素中でアノード酸化すると表面に多数の細孔（エッチピット）が形成され、表面積が増加することでコンデンサーの電気容量を大きくできる。また、不動態皮膜は非常に薄い絶縁膜として働くため、電気量の蓄積に利用される。さらに、半導体製造では約300もの工程が必要であり、微細加工技術としてドライエッチングなどが用いられている。 ②「電位ｐＨ図（プールベダイアグラム）を描こう」というテーマについて、グループ名を「亜鉛」として長谷川さくら、菊地真結、福田実袖、山口柚佑理で亜鉛の電位-pH図（プールベダイアグラム）について調査し、作図を行った。電位-pH図は、金属がどの条件で腐食するか、安定な状態を保つかを判断するために利用される。さらに、腐食対策やめっきプロセスの設計、環境水の評価、機能性材料の合成など、さまざまな分野で活用されていることを学んだ。 ③今回の講義では、エッチング技術が金属加工や半導体製造において重要な役割を果たしていることを学んだ。特に、半導体では微細な回路を形成するために高い精度の加工技術が必要であり、ドライエッチングによってナノ・マイクロスケールの加工が可能になっていることに興味を持った。また、電位-pH図は金属の腐食挙動を予測するための重要な指標であり、材料を長期間使用するための設計にも役立っている。普段利用している電子機器や構造材料は、このような目に見えない表面制御技術によって性能が維持されていることを知り、材料化学の重要性を改めて感じた。
A.
A.①講義では、印刷や半導体製造に利用されるフォトリソグラフィーやエッチング技術、金属の腐食について学んだ。フォトリソグラフィーでは、フォトレジストに光を照射して微細な回路パターンを形成し、その後エッチングによって不要な部分を除去することで電子回路が作製されることを理解した。また、腐食は金属が電気化学反応によって劣化する現象であり、環境条件や電位によって腐食の進み方が変化することを学んだ。さらに、プールベダイアグラム（電位-pH図）は金属の腐食や不動態化を予測するための重要な図であることを理解した。 ②発表では、プリント基板や半導体製造で用いられるエッチング技術や腐食防止技術について説明した。ウェットエッチングは薬液によって材料を溶解除去し、ドライエッチングはプラズマを利用して高精度な加工を行うことを紹介した。また、リードフレームの製造やグラビア印刷の製版にもエッチング技術が利用されていることを学んだ。さらに、腐食の種類や防食方法、電位-pH図を用いた金属の安定性評価について説明し、工業製品の耐久性向上に重要な技術であることを理解した。 ③復習では、フォトリソグラフィーからエッチングまでの製造工程を整理するとともに、ウェットエッチングとドライエッチングの特徴や用途について確認した。また、局部腐食や全面腐食など腐食の種類、防食方法、プールベダイアグラムの読み方について復習し、金属の安定領域や腐食領域を判断できるよう学習した。さらに、半導体やプリント基板の製造工程と電気化学の関係について理解を深め、エッチング技術と腐食制御が現代の電子機器や工業製品の製造に欠かせない重要な技術であることを学ぶことができた。
A.[講義の再話] レーザー製版は、レーザーでレジストを露光した後、エッチングによって版を加工する方法である。細かい模様や文字を高精度に再現でき、製版データの変更も容易であるため、高品質な印刷に適している。一方、ヘリオ製版は、ダイヤモンド針を用いて版を機械的に彫刻する方法である。耐久性の高い版を作ることができ、長時間の大量印刷に適しているが、細かなデザインの再現性や加工の自由度はレーザー製版に劣る。 [発表の要旨] 鉄の防食技術として広く利用されているのが亜鉛めっきである。亜鉛は鉄よりもイオン化しやすく、標準電極電位はZn??/Zn：－0.76 V、Fe??/Fe：－0.44 Vである。そのため、鉄と亜鉛が接触した状態では、亜鉛が先に酸化されてZn??となり、鉄は還元された状態に保たれる。この犠牲防食作用により、めっきに傷が付いて鉄が露出しても、亜鉛が優先的に腐食することで鉄の錆の発生を防ぐことができる。製品に広く利用されている。このように、亜鉛めっきは金属の電位差を利用した防食技術であり、鉄製品の耐久性を高め、長寿命化や維持管理費の削減に大きく貢献している。 [復習の内容] 全面腐食は、金属表面全体がほぼ均一に腐食する現象であり、腐食の進行を予測しやすい。一方、孔食は金属表面の一部だけが局所的に深く腐食する現象で、表面からは分かりにくいが短期間で穴が開く危険性がある。全面腐食を防ぐには、防食塗装やめっき、耐食性材料の使用、電気防食などが有効である。孔食を防ぐには、塩化物イオンの多い環境を避けることや、耐孔食性の高い材料を使用すること、表面を清潔に保つことが重要である。
A.（１）講義内容の再話 本講義では （２）ワークショップ課題の発表要旨 ワークショップでは、 （３）復習
A.①講義の再話 コンデンサーにおける静電容量は、誘電率、電極面積 、誘電体厚みによって決定される幾何学的・物理的パラメータであり、電気量の時間積分やオームの法則に基づき厳密に導出される。この表面積 A を極大化する技術として、化学的・物理的腐食プロセスである「エッチング」が用いられる。印刷技術や基板配線形成におけるウエット／ドライエッチングの制御、ならびに体系化された亜鉛の電位図（プールベイダイアグラム）の解釈を通じ、物質の溶解・不働態化領域をグラフ上で客観的に可視化して制御することが求められる。 ②発表の要旨 演題「電位pH図（プールベイダイアグラム）とを描こう」、グループ名「亜鉛」、共著者（神山結菜、熊井優、奈良間小柚、遠藤理子）、私の役割「Writing ? original draft, Investigation」。本ワークショップでは、横軸にpH、縦軸に電位をとった電位-pH図（プールベイ図）を用いて亜鉛の状態変化と防食技術について議論した。亜鉛は酸性や高電位領域では溶解（腐食）するが、中性から弱アルカリ性領域では酸化物や水酸化物の不働態皮膜を形成して腐食が抑制される。鉄の表面を亜鉛で覆う亜鉛めっき（トタン）は、亜鉛が優先的に酸化される犠牲防食として働き、ガードレールや自動車部品、排水処理などに広く応用されているという共通認識を共有した。 ③復習の内容 復習として「コンデンサーの静電容量向上における電極表面の物理・化学処理」について考察を行った。コンデンサーの容量を高めるには、誘電体皮膜の薄膜化に加えて、エッチング処理による電極表面積の拡大が極めて有効である。化学的腐食プロセスを応用してアルミニウムなどの金属表面を多孔質化することで、制限された素子サイズの中で大幅に静電容量を増加させることができるという、講義内容と実デバイス技術のつながりについて理解を深めた。
A.
A. 今回の講義では、印刷とフォトリソグラフィー、エッチングと腐食について学んだ。金属は時間がたつと酸化して腐食するが、この腐食を利用して必要な部分だけを溶かす方法をエッチングということが分かった。また、金属の腐食のしやすさは電位やpHによって変わり、電位pH図を使うことで金属が安定する条件や腐食する条件を確認できることを学んだ。さらに、エッチングはプリント基板や半導体などの細かい加工にも使われていることが分かった。 私たちのグループでは、鉛のpH電位図について話し合った。横軸をpH、縦軸を電極電位として、Pb、Pb??、PbOやPbO?などが安定する範囲を図にまとめた。pHや電極電位が変化することで、安定して存在する物質が変わることを確認した。また、このような電位pH図を使うことで、金属が腐食する条件や酸化物の皮膜ができる条件を考えることができると分かった。 復習では、フォトリソグラフィーとエッチングの流れについて調べた。フォトレジストを表面に塗り、必要なパターンを露光して現像したあと、不要な部分をエッチングで取り除くことで細かい形を作ることができる。この方法はプリント配線基板や半導体の集積回路の製造に使われていることが分かった。腐食は普段は防ぐ必要がある現象だが、エッチングでは逆に腐食を利用して加工している点が印象に残った。
A.① 講義では、コンデンサの原理や電子材料、表面処理技術について学んだ。コンデンサは二枚の電極の間に誘電体を挟んだ構造をもち、電荷を蓄える電子部品である。静電容量は誘電率、電極面積、電極間距離によって決まり、誘電率や面積が大きく、間隔が小さいほど容量が大きくなる。また、抵抗、コンデンサ、コイルは代表的な受動部品であり、それぞれ異なる電気的特性を示すことを理解した。さらに、積層セラミックコンデンサ（MLCC）は誘電体と内部電極を多数積み重ねることで、小型でありながら大容量化を実現していることを学んだ。内部電極にはニッケルなどが用いられ、表面電極やめっき処理によって高い信頼性を確保している。また、アルマイト処理やPS版の製造では、アルミニウム表面に酸化皮膜を形成することで耐食性や耐久性を向上させる技術が利用されている。このように、材料の表面改質や電子部品の構造設計は、電子機器の小型化・高性能化・長寿命化を支える重要な技術であり、現代の電気・電子産業に欠かせないものである。 ②ワークショップでは亜鉛の電位-pH図を用いて、金属の腐食挙動と防食機構について学んだ。電位-pH図は、金属が腐食する領域、安定な金属として存在する免疫領域、不動態皮膜によって保護される不動態領域を示すものであり、環境条件による金属の状態を把握するために重要な図である。亜鉛は低い電位では金属として安定であるが、電位やpHの変化によって亜鉛イオンとして溶解し、腐食が進行することが分かる。また、アルカリ性条件では酸化物や水酸化物が形成され、不動態化によって腐食速度が低下する場合がある。電位-pH図は、防食方法の選定や腐食環境の評価に広く利用されており、金属材料の設計や維持管理に欠かせない基礎資料である。さらに、このような電気化学の知識は、防食技術だけでなく、排水処理や資源回収、新型電池や燃料電池の開発などにも応用されている。電位-pH図を理解することは、腐食を防止し、材料を長期間安全に使用するための重要な基礎知識である。 ③ 全面腐食と孔食は、いずれも金属を劣化させる腐食現象であるが、その進行様式や対策は大きく異なる。全面腐食は金属表面全体が空気中の酸素や水分、酸性・アルカリ性溶液などと均一に反応し、全体が徐々に減肉していく現象である。そのため腐食の進行を把握しやすく、計画的な保守や交換が可能である。対策としては、塗装や樹脂コーティングによる表面保護、亜鉛めっきによる犠牲防食、電気防食法、さらに腐食環境のpH調整や腐食抑制剤の添加などが有効である。一方、孔食はステンレス鋼やアルミニウムなどの不動態皮膜をもつ金属で発生しやすく、塩化物イオンなどによって保護膜が局所的に破壊され、その部分だけが急速に深く腐食する現象である。外観からは発見しにくいものの、配管の漏えいや構造物の破損など重大な事故につながる危険性が高い。対策としては、モリブデンやクロムを多く含む耐孔食性の高い材料を使用することや、塩分を除去して腐食環境を改善することが重要である。このように、腐食の種類に応じた適切な防食方法を選択することが、金属材料を安全かつ長期間使用するために不可欠である。
A.①講義の再話 講義では、金属表面の保護と機能化を目的とした表面処理技術、とくにアルミニウムのアノード酸化（アルマイト）と金属の不動態化について学んだ。アノード酸化では、アルミニウムを電解処理することで表面に厚い酸化皮膜が形成され、耐食性・硬度・染色性が向上する。一方、不動態は鉄やステンレスなどが自然に薄い酸化膜を形成し、腐食を防ぐ現象である。人工的な酸化皮膜と自然形成の不動態膜の違いを理解し、金属材料の耐久性向上に表面処理が不可欠であることを学んだ。 ②発表の要旨 発表では、アルマイト処理の原理と不動態化の比較を中心に整理した。アルマイトは電気化学的に酸化皮膜を成長させるため、膜厚や孔構造を制御でき、着色や機能付与が可能である。一方、不動態膜は自然形成されるため制御性は低いが、金属の腐食を大幅に抑える重要な保護層となる。両者の形成機構や特性を比較し、用途に応じて適切な表面処理を選択することが材料設計において重要であるとまとめた。 ③復習の内容 復習では、アノード酸化の電気化学的プロセスと不動態膜の形成条件を整理した。アルマイト皮膜は多孔質構造を持ち、封孔処理によって耐食性がさらに向上することを確認した。不動態膜は環境条件によって安定性が変化し、破壊されると急速に腐食が進む点を理解した。表面処理は金属の寿命や機能性を左右するため、膜構造・形成条件・環境との関係を総合的に考える必要があることを再認識した。
A.本講義では、「印刷とフォトリソグラフィー―エッチングと腐食―」をテーマとして、金属の腐食現象と、それを利用した加工技術について学んだ。腐食は金属が周囲の環境との化学反応や電気化学反応によって劣化する現象であり、全面腐食と孔食などに分類される。また、エッチングは腐食現象を意図的に利用して材料の不要部分を除去する加工技術であり、プリント基板や半導体製造において重要な役割を果たしている。さらに、フォトリソグラフィーでは感光性材料を利用して微細なパターンを形成し、その後のエッチングによって回路や部品を作製することを学んだ。腐食は通常は避けるべき現象であるが、適切に制御することで高度な製造技術として利用できることを理解した。 私の発表では、腐食の種類と防食技術、エッチングによる加工技術について調査した。まず、全面腐食は金属表面全体が均一に腐食する現象であり、鉄のさびが代表例である。一方、孔食は表面の一部だけが局所的に腐食する現象であり、発見が難しく突然破損につながる危険性がある。全面腐食を防ぐためには塗装やめっきによる表面保護が有効であり、孔食を防ぐには耐食性の高い材料の使用や塩分の除去が重要である。次に、回路基板のパターニングについて調査した。基板上にレジストで保護膜を形成した後、塩化鉄(Ⅲ)水溶液によって不要な銅をエッチングする。このとき、Fe??がCuから電子を受け取りFe??へ還元され、銅はCu??として溶解する。Fe??/Fe??の標準電極電位は+0.77 V、Cu??/Cuは+0.34 Vであり、Fe??の方が強い酸化力を持つため反応が進行する。また、エッチングにはウエットエッチングとドライエッチングがある。ウエットエッチングは薬液を利用するため低コストであり、プリント基板製造などに利用される。一方、ドライエッチングはプラズマや反応性ガスを利用するため高精度な加工が可能であり、半導体製造に広く用いられている。さらに、半導体のリードフレーム製造ではエッチングとスタンピングが使い分けられている。エッチングは複雑で微細な加工に適している一方、スタンピングは大量生産に優れている。また、グラビア印刷ではレーザー製版とヘリオ製版が利用されており、それぞれ精密性や生産性の特徴を活かして活用されている。 今回の講義を通して、腐食は単に金属の劣化現象ではなく、製造技術としても重要な役割を果たしていることを学んだ。特にエッチング技術は、腐食反応を高度に制御することで回路基板や半導体などの精密部品の製造を可能にしており、現代の電子機器産業を支える重要な技術であると感じた。また、防食技術についても理解を深めることができた。特に亜鉛めっきは、亜鉛が鉄より先に腐食する犠牲防食の原理を利用しており、自動車や建築材料など身近な製品の耐久性向上に貢献している。このように腐食を防ぐ技術と利用する技術の両方が工業分野で重要であることを実感した。今後はフォトリソグラフィーや半導体製造技術についてさらに学び、電気化学と材料工学の関わりについて理解を深めていきたい。
A.アノード酸化とは、金属を陽極（アノード）として電解液中で電気分解を行い、金属表面に酸化皮膜を形成する表面処理技術である。金属自身を酸化させて保護膜を作ることで、耐食性や耐摩耗性、装飾性などを向上させることができる。 アノード酸化では、処理したい金属を陽極（＋極）につなぎ、対極を陰極（－極）として電解液中に入れる。電流を流すと、陽極側の金属原子が電子を失って酸化され、表面に金属酸化物の膜が形成される。 生成した酸化アルミニウム（Al?O?）の膜は非常に硬く、緻密であるため、アルミニウム表面を腐食から保護する役割を持つ。アノード酸化によって形成される酸化皮膜には、バリア層と多孔質層が存在する。バリア層は金属表面を覆う薄く緻密な膜で、電気を通しにくく腐食を防ぐ。一方、多孔質層には微細な孔が存在し、染料を染み込ませることで着色処理を行うことができる。代表例であるアルミニウムの陽極酸化（アルマイト処理）は、建築材料、自動車部品、電子機器の筐体などに利用されている。
A. 第12回の講義では、腐食と不動態化、さらに工業製品の製造技術について学んだ。ペットボトルのフィルムラベルは主にグラビア印刷によって製造され、高速かつ高精細な印刷が可能なため大量生産に適していることを理解した。また、プリント基板は銅張積層板にフォトレジストを塗布し、露光・現像・エッチングを行って回路を形成し、その後にめっきや表面処理を施して完成することを学んだ。さらに、最先端半導体では波長13.5nmのEUV光を利用することで、非常に微細な回路を高精度に形成できることを理解した。 グループでは、亜鉛のpH電位図について調査した。酸性ではZn??として溶解しやすく腐食が進む一方、中性から弱アルカリ性ではZn(OH)?の皮膜が形成され、不動態化によって耐食性が向上することを確認した。また、低電位では金属亜鉛が安定であることから、環境によって腐食の起こりやすさが大きく変化することを学んだ。 授業後には、亜鉛のpH電位図の応用について調べた。亜鉛めっき鋼板では不動態皮膜による防錆効果の評価に利用されるほか、犠牲陽極として鉄を腐食から守る技術にも応用されている。また、水道配管や化学プラントでは使用環境に応じた材料選定に活用され、電池の性能評価にも利用されていることを知った。今回の学習を通して、腐食を防ぐためには材料だけでなく、周囲の環境を理解することも重要であると学んだ。
A.「12. 印刷とフォトリソグラフィー―エッチングと腐食―」について、（１）腐食は、金属材料は酸化物などに戻っていく過程を言う。また、腐食を防止するかを防食と言う。腐食は、その現れ方や環境によっていくつかの特徴的な形態に分類される。腐食にもタイプがあり、全面腐食は、金属表面全体が均一に腐食し、薄くなっていく形態で、酸やアルカリなどの腐食性環境に金属全体が均等にさらされる場合に発生する。孔食は、表面全体ではなく、特定の小さな点が深くえぐり取られるように進行する局部腐食で、ステンレスやアルミニウムなどのように表面の「不動態皮膜」に守られている金属において、塩化物イオンが皮膜の弱い部分を破壊することで発生する。異種金属接触腐食は、異なる種類の金属が電気的に接触した状態で電解液にさらされると、イオン化傾向が大きい金属側だけが集中して腐食する現象で、例としてアルミニウムとステンレスや銅のボルトを直接組み合わせて屋外で使用した場合、アルミニウム側が激しく腐食する。隙間腐食は、金属と金属、あるいは金属とパッキンの「隙間」の内部で局所的に発生する腐食で、隙間に入り込んだ水分中で酸素が消費され、外部との酸素濃度の差（酸素濃度差電池）が生じることで、隙間内部が酸性化し腐食が加速する。腐食は、金属塩の溶解度が参考になり、塩化物イオンは酸化物イオンよりイオン半径が大きいので、金属塩化物の方が溶解度が大きくなる。錆びにくい金属を貴金属と言う。イオン化傾向は、金属と金属イオンの平衡反応の酸化還元電位に関係があり、電位が卑なほど腐食しやすく、還元しにくくなる。電位が貴なほど、腐食しにくく、還元しやすい。 （２）発表要旨について、電位ｐＨ図（プールベダイアグラム）を描こうであり、グループ名はpH、グループに属した人は細田遼平、阿部遙斗、石沢碧生、大屋健太郎、越須賀太陽であった。役割としては、概念化・調査を行った。低pHではZn(OH)2の溶解度が増加し、反応が右に進み、高pHでは左に進む。応用例として、防食設計（さび止め）、表面処理、メッキ技術、材量選定と使用環境の制限、電池材料の評価などがある。 （３）リードフレームのエッチングとスタンピングでは、エッチングは、薄い銅合金などの金属板に感光性樹脂で回路パターンを転写し、エッチング液を用いて、不要な部分を溶かすことでリードフレームの形状を作り出す方法で、物理的な力をかけないため、金属板が極めて薄くても「歪み」や「変形」が発生しない。 スタンピングは、超硬合金で作られた精密なオス・メスの金型を用い、プレス機で金属板を高速かつ物理的に打ち抜いて形状を作り出す方法で、物理的な打ち抜きであるため、エッチングに比べて断面が直角に近く、寸法が非常に安定している。 ウエットエッチングとドライエッチングでは、ウエットエッチングは薬液に浸して化学反応で削る方法で、全方向に均一に削れるため、削った部分の断面が丸みを帯びる傾向がある。ナノレベルの微細加工には不向きだが、基板へのダメージが少なく、一度に複数枚を処理できるため生産性が高いのがメリットである。プリント基板（PCB）やフレキシブル基板（FPC）の配線形成、金属部品の穴あけ・切り抜き、ディスプレイ部品の加工などに使われる。 ドライエッチングは真空中でガスをプラズマ化し、イオンやラジカルの力で削る方法で、垂直方向のみに削ることができるため、レジストの形状を崩さずにナノレベルの超微細な回路を正確に削り出せる。ただし、装置が高価であり、ウエットエッチングと比較すると処理スピードやコスト面で劣る。先端半導体の超微細回路の形成、MEMS（微小電気機械システム）、高精度なセンサーの製造などに使われる。 腐食の種類と防食では、全面腐食は金属表面全体が均一に減肉する現象で、一方、孔食は金属の大部分が健全な状態で、特定の局部だけが針で突いたように深く進行する腐食である。 孔食を食い止めるには、耐食性の高い材料を選ぶ。テンレス鋼の中でも、クロム（Cr）だけでなくモリブデン（Mo）を添加した合金を使用する。モリブデンは不動態皮膜の修復能力を劇的に高めるため、孔食に対して非常に強くなる。環境中の塩化物イオンを低減する。海風が当たる場所なら定期的に水洗いして塩分を除去する、あるいは液体中の塩素濃度を下げるなど、環境側のアプローチを行う。 全面腐食を食い止めるには、金属表面にペンキなどの塗装や樹脂コーティングを施し、水や酸素が直接金属に触れないようにする。金属は強酸性や強アルカリ性の環境で全面腐食しやすいため、液体のpHを中性付近に調整したり、腐食抑制剤を添加して反応を抑える。
A.
A.7/8 ①講義では、金属の腐食と電位-pH図（プールベダイアグラム）について学んだ。電位-pH図は、金属が電位とpHの条件によって金属、イオン、水酸化物など、どの状態で安定に存在するかを示す図である。また、プリント基板やリードフレームの製造に用いられるエッチング技術や、ウェットエッチングとドライエッチングの違いについても学んだ。 ②発表では、亜鉛の電位-pH図（プールベダイアグラム）について説明した。亜鉛は電位やpHの違いによって、Zn、Zn??、Zn(OH)?など異なる状態で存在することを示し、それぞれの環境でどの状態が安定であるかを図を用いて説明した。また、この図は金属の腐食や防食を考える上で重要であることを紹介した。 ③アルマイトの作り方やアノード酸化膜の機能・応用、アノード析出の利用、鉄の不動態化とボルタモグラムについて復習した。また、パワーエレクトロニクスへの応用についても理解を深めた。
A.
A.① 授業の再話 今回の授業では、エッチングや腐食について学び、金属の腐食を防ぐ方法や、電位-pH図（プールベダイアグラム）の見方について理解を深めた。金属は周囲の環境によって腐食のしやすさが変化し、その状態を予測するために電位-pH図が利用されることを学んだ。また、金属が安定な状態、不動態となる状態、腐食しやすい状態を図から読み取る方法についても学習した。さらに、エッチングは不要な金属を選択的に除去する加工技術であり、プリント基板や半導体などの製造に利用されていることも理解した。 ② 発表の内容 グループワークでは、「電位-pH図（プールベダイアグラム）」について調べて発表した。電位-pH図は、金属がどのような条件で腐食するか、不動態になるか、あるいは安定な金属のままで存在するかを示した図である。横軸にpH、縦軸に電位を取り、それぞれの条件によって金属の状態が変化することを読み取ることができる。この図は腐食を予測したり、防食方法を考えたりする際に重要な資料として利用されており、材料開発や化学工業など幅広い分野で活用されていることを学んだ。また、実際に図を描くことで、それぞれの領域の意味を理解することができた。 ③ 復習 今回の授業では、電位-pH図を実際に描きながら学んだことで、金属の腐食や不動態化の仕組みを理解しやすくなった。最初は図の見方が難しく感じたが、金属の状態が環境条件によって変化することを図で確認することで理解が深まった。また、腐食を防ぐためには材料だけでなく、周囲の環境も重要であることを知った。電位-pH図は工業製品や設備の設計にも利用されており、安全性や耐久性を高めるために欠かせないことが分かった。今後も図の読み方や各領域の意味を復習し、授業内容をしっかり身に付けていきたいと思った。
A.① 今回の講義では、金属材料の腐食現象と、それを防ぐためのめっき技術について学習した。金属の腐食とは、金属が水や酸素などの周囲の環境と反応することで酸化され、材料の性質や強度が低下する現象である。特に鉄は腐食しやすい金属であるため、長期間使用するためには適切な防食処理が必要となる。その方法の一つとしてトタンがあり、鉄の表面に亜鉛をめっきすることで、亜鉛が優先的に酸化される犠牲防食の働きによって鉄を保護していることを理解した。このような防食技術は、建築物や自動車、機械部品など幅広い分野で利用されており、製品の信頼性や耐久性を向上させるために重要な役割を担っていることを学んだ。 ②Phと電圧のグラフを描いた。腐食技術などに応用できる。 ③ 講義や課題を通じて、金属の腐食は金属自身の性質だけで決まるものではなく、周囲の環境条件や電気化学的な反応によって大きく変化することを理解した。また、亜鉛めっきによる防食では、亜鉛が鉄よりも先に酸化されることで鉄を守る犠牲防食の仕組みが利用されており、電位pH図を用いることでその反応や金属の安定性を理論的に説明できることを学んだ。腐食を抑制する技術は、単に材料の寿命を延ばすだけでなく、製品の安全性向上や資源の有効活用、環境負荷の低減にもつながる重要な技術であると感じた。今後は、電気化学的な視点から材料の劣化や防食方法について理解を深め、実際の工業分野で活用される材料技術について学んでいきたい。
A.第12回の講義「印刷とフォトリソグラフィー―エッチングと腐食―」では、印刷技術や半導体製造に用いられるフォトリソグラフィーの基本原理について学んだ。感光性材料を利用して必要な部分だけを保護し、薬品で不要な部分を溶かすエッチングによって微細な回路や模様を形成する仕組みを理解した。また、腐食は金属が化学反応によって劣化する現象であり、エッチングではこの反応を目的に応じて利用していることを学んだ。 発表では、フォトリソグラフィーは半導体や電子部品の製造に欠かせない技術であり、スマートフォンやコンピュータなど身近な電子機器にも広く活用されていることが紹介された。さらに、エネルギー化学との関連では、太陽電池や電池材料の製造にも微細加工技術が利用されており、高性能なエネルギー機器の開発に重要な役割を果たしていることを学んだ。 今回の復習を通して、エッチングやフォトリソグラフィーは化学反応を利用した高度な加工技術であり、現代の電子機器やエネルギー分野を支える重要な技術であることを理解した。今後は、材料の性質と加工技術の関係にも注目しながら学習を進めていきたい。
A.① 講義の再話 講義では、金属材料の腐食と防食、そしてそれを応用したエッチングやフォトリソグラフィーの基礎を学んだ。腐食は金属が本来の安定状態である酸化物へ戻る過程であり、全面腐食や孔食など多様な形態があることを確認した。塩化物イオンが酸化物イオンより大きく、金属塩化物の溶解度が高いため、金属が塩化物で腐食しやすいという化学的理由も整理した。さらに、金属のイオン化傾向やpH電位図を用いて、鉄・アルミニウム・亜鉛などの安定領域を理解し、防食のための塗装やめっきの役割を学んだ。後半では、腐食の原理がそのまま微細加工技術に応用されていることを確認し、プリント基板や半導体製造で使われるエッチングやフォトリソグラフィーの工程を概観した。 ② 発表の要旨 発表では、腐食の化学的原理と工業的応用を結びつけて整理した。まず、金属の腐食溶解度の違いを表で示し、塩化物イオンが腐食を促進する理由を説明した。次に、鉄やアルミニウムのpH電位図を用いて、どの条件で金属が安定か、どの領域で腐食が進むかを視覚的に示した。さらに、腐食の知識がエッチング加工に応用されていることを示し、プリント基板製造の工程（露光→現像→エッチング→レジスト除去）を図とともに紹介した。半導体製造ではフォトリソグラフィーが不可欠であり、微細なパターン形成が電子デバイスの性能を左右することも述べた。最後に、印刷技術との共通点として「版を作り、不要部分を除去する」という構造を示し、材料加工と情報処理が密接に結びついていることをまとめた。 ③ 復習の内容 復習では、腐食の基礎とエッチング技術の関係を再確認した。金属のイオン化傾向を見直し、貴金属が腐食しにくく、卑な金属ほど酸化されやすい理由を整理した。また、pH電位図を使って、鉄・アルミニウム・亜鉛の安定領域を読み取り、防食のための塗装やめっきがどのように働くかを理解した。エッチング加工では、化学反応によって金属表面を選択的に溶解する仕組みを復習し、プリント基板や半導体製造での具体的な工程を確認した。フォトリソグラフィーでは、レジスト塗布、露光、現像、エッチングという流れを整理し、微細加工が情報技術の基盤であることを理解した。最後に、印刷技術との共通点を振り返り、材料科学と情報処理が相互に支え合う構造を再確認した。
A.（１）講義の再話 今回の講義では、金属の腐食とめっきによる防食技術について学んだ。金属の腐食は、金属が周囲の水や酸素と反応して酸化し、性質が劣化する現象である。特に鉄は錆びやすいため、腐食を防ぐためのさまざまな工夫が行われている。その代表例としてトタンが紹介され、鉄の表面に亜鉛をめっきすることで、亜鉛が先に酸化されて鉄を保護する仕組みを理解した。このような防食技術は、建築材料や自動車など多くの工業製品に利用されており、製品の耐久性や安全性を高める重要な役割を果たしていることを学んだ。 （２）発表の要旨 課題では、亜鉛を例に電位pH図（プールベダイアグラム）を作成した。電位pH図は、金属が腐食する領域、不動態を形成する領域、安定して存在できる領域を電位とpHの関係から示した図である。亜鉛では、酸性条件では溶解しやすく、中性からアルカリ性では酸化皮膜が形成される条件が存在することを確認した。電位pH図を利用することで、金属がどのような環境で腐食しやすいかを予測でき、防食方法や使用環境を検討する際に役立つことを理解した。 （３）復讐の内容 講義と課題を通して、金属の腐食は材料そのものの性質だけでなく、周囲の環境によっても大きく左右されることを学んだ。また、亜鉛めっきは犠牲防食の原理を利用して鉄を保護しており、電位pH図を用いることで、その理由を理論的に理解することができた。腐食を防ぐことは製品の寿命を延ばすだけでなく、安全性や資源の有効利用にもつながる重要な技術であると感じた。今後は、電気化学の知識を活用しながら、材料の耐久性や防食技術についてさらに理解を深めていきたい。
A.第12回の講義では、印刷とフォトリソグラフィーをテーマに、エッチングや腐食について学んだ。まず、屋根材として使われるトタンやガルバリウムといった金属材料が取り上げられ、これらも時間の経過とともに腐食する可能性があることを理解した。腐食とは、金属が本来の安定な状態である酸化物などに戻っていく過程であり、ほとんどの金属で起こる現象である。一方で、この腐食を防ぐ技術を防食といい、実際の社会では非常に重要であることが強調された。腐食には、材料全体が均一に劣化する全面腐食や、局所的に進行する孔食などの種類があり、特に配管の腐食は漏出や重大な事故につながる危険性がある。そのため、橋梁や船舶、石油タンクなどの大型構造物では、エポキシ樹脂塗料などを用いた塗装によって防食が行われている。また、腐食の進行は環境のpHや電位に大きく影響されるため、これらの関係を示すpH図の重要性についても学んだ。 発表では、電位pH図、いわゆるプールベダイアグラムについて調べ、それを実際に描くことで理解を深めた。この図は、金属がどのような条件で安定に存在するのか、あるいは腐食や不動態化が起こるのかを視覚的に示すものである。電位とpHという二つの条件によって、金属が溶解する領域、不動態として安定する領域、あるいは腐食しにくい領域が分かれるため、防食を考える上で非常に有用であると感じた。実際に図を作成することで、理論として学んだ内容が具体的なイメージとして理解できた。 復習では、腐食の本質が金属の自然な変化であるという点を改めて整理し、その対策としての防食技術の重要性を再認識した。また、全面腐食と孔食の違いや、それぞれがもたらす影響についても確認した。さらに、電位pH図の見方を復習し、どのような条件で材料が安定になるのかを説明できるようにした。今後は、これらの知識をもとに、材料選択や環境条件の重要性についてもより深く考えていきたい。
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大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
