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技術士 基礎科目 令和4年度 Ⅰ－４－３｜問題と解説
問題 Ⅰ－４－３
金属材料に関する次の記述の、（ ）に入る語句及び数値の組合せとして、適切なものはどれか。
ニッケルは、アに分類される金属であり、ニッケル合金やニッケルめっき鋼板などの製造に使われている。
幅0.50m、長さ1.0m、厚さ0.60mmの鋼板に、ニッケルで厚さ10μmの片面めっきを施すには、イkgのニッケルが必要である。このニッケルめっき鋼板におけるニッケルの質量百分率は、ウ％である。ただし、鋼板、ニッケルの密度は、それぞれ、7.9×103kg／m3、8.9×103kg／m3とする。
1 ア：レアメタル イ：4.5×10−2 ウ：1.8
2 ア：ベースメタル イ：4.5×10−2 ウ：0.18
3 ア：レアメタル イ：4.5×10−2 ウ：0.18
4 ア：ベースメタル イ：8.9×10−2 ウ：0.18
5 ア：レアメタル イ：8.9×10−2 ウ：1.8
正解と解説
正解：1
解説めっき面積×厚さ×密度から必要なニッケル質量を求め、鋼板を含む全質量に占める割合を計算する。
1．片面のめっき質量を求める
ニッケルは日本の分類ではレアメタル。面積は 0.50×1.0＝0.50 m2、厚さは 10 μm＝1.0×10−5 m。
VNi＝5.0×10−6 m3
mNi＝VNi×8.9×103
＝0.0445 kg
2．鋼板の質量を求める
鋼板厚さは 0.60 mm＝6.0×10−4 m。
V鋼＝0.50×6.0×10−4 m3
m鋼＝3.0×10−4×7.9×103
＝2.37 kg
3．めっき後の全質量で割る
0.04452.37＋0.0445×100
≒1.843％
片面めっきなので面積を2倍にしない。
レアメタル、必要質量4.5×10−2 kg、質量百分率1.8％の組合せである。
関連知識：質量は 密度×体積 で求める。 の換算を先に行う。
問題・正答の出典：公益社団法人 日本技術士会（公式の過去問題・公式正答）
掲載している解説は日本技術士会の公式解説ではありません。