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Ficha Asignatura - Curso 2011/2012
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FUNDAMENTOS DE CIENCIA DE MATERIALES
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Contenidos
| Unidades didácticas |
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1.Introducción a la Ciencia de Materiales
Descripción:En el diseño del programa se considera conveniente partir del hecho que el alumno no dispone de información previa de la Ciencia de Materiales. Esta primera unidad didáctica estará dedicada a introducir al alumno en contenidos generales y conceptos básicos de la Ciencia de los Materiales. Además se van a usar estas primeras horas de contacto con la asignatura, para hacer que el alumno comprenda la importancia del estudio de los materiales y ver algunas de sus propiedades y aplicaciones prácticas. En este primer contacto es primordial conseguir motivar a los alumnos, parte del éxito del desarrollo de docencia va a depender del interés que seamos capaces de transmitirles a nuestros estudiantes por la ciencia de los materiales, sin olvidarnos de mantener esa motivación durante todo el curso.
Temas:
1.1.Presentación de la asignatura
1.2.Origen de la Materia
1.3.Materiales en Ingeniería
Sesiones prácticas:
2.Estructura de la Materia
Descripción:Esta unidad está formada por tres temas, dedicados a describir la estructura de los materiales, partiendo de lo más simple y estudiando la estructura atómica y el enlace, hasta llegar a los cristales ideales en un primer caso y reales en última instancia, estudiando los defectos cristalinos. Los alumnos pueden haber adquirido algunos de los conceptos del tema 4 (acerca de la estructura atómica y enlace) en cursos previos. En este curso de fundamentos de ciencias de materiales resulta muy interesante el papel del enlace atómico a la hora de establecer una clasificación de los materiales. Simplificando podemos ver una correspondencia aproximada entre enlace metálico, iónico y covalente con metales, cerámicas y polímeros respectivamente. En el tema 5 se introducen las estructuras cristalinas de muchos materiales importantes, haciendo un estudio más detallado de las estructuras de materiales metálicos, y de una manera descriptiva las diferentes estructuras cerámicas y de polímeros. Este tema presenta en su parte final la difracción de rayos X como herramienta muy útil para el estudio de estructuras cristalinas. El último tema de este bloque (tema 6) está dedicado a identificar las diversas imperfecciones que se pueden encontrar en las estructuras estudiadas en el tema anterior, y la difusión en estado sólido.
Temas:
2.1.Estructura atómica y enlace
2.2.Estructura cristalina
2.3.Defectos cristalinos. Imperfecciones
Sesiones prácticas:
2.1.Estructuras cristalinas y rayos X
3.Propiedades de los materiales
Descripción:Comenzamos ahora un bloque de temas donde veremos algunas de las propiedades de los materiales utilizados en ingeniería, comenzando en su primer tema por las propiedades mecánicas de los materiales, propiedades que van a ser muy útiles para la formación de nuestros alumnos, futuros ingenieros, ya que son las propiedades que valoran a los materiales en su función como materiales estructurales. Este tema dedicado al estudio de propiedades mecánicas, abordará no solo el estudio de las propiedades como tales, sino también los ensayos necesarios para la evaluación de dichas propiedades en los distintos tipos de materiales estructurales. Los temas siguientes van a ocuparse del comportamiento físico de los materiales que se caracteriza por una diversidad de propiedades eléctricas, magnéticas y térmicas. En el tema 9 se verá que la estructura atómica, y en particular, la banda de energía entre electrones en las bandas de valencia y de conducción, permiten clasificar los materiales en conductores, semiconductores y aislantes. El tema 9 analizará el comportamiento magnético de los materiales y el tema 10 se dedicará a describir las propiedades térmicas de los materiales de forma simple y resumida.
Temas:
3.1.Propiedades mecánicas. Ensayos
3.2.Propiedades eléctricas
3.3.Propiedades magnéticas
3.4.Propiedades térmicas
Sesiones prácticas:
3.1.Ensayos de tracción.
3.2.Ensayos de dureza.
3.3.Conductividad térmica.
3.4.Conductividad eléctrica.
4.Control de la microestructura y diseño de materiales
Descripción:Desde el comienzo de esta asignatura hemos venido observando que un concepto fundamental de la ciencia de los materiales consiste en que sus propiedades son consecuencia directa de su estructura a escala atómica y microscópica. En los temas anteriores hemos descrito y analizado tanto la estructura a diferentes niveles como las diferentes propiedades de los materiales. Para poder apreciar por completo la naturaleza de las propiedades de los materiales sensibles a la microestructura comenzaremos esta unidad didáctica con el tema 11 analizando los diagramas de fase, mapas que nos sirven de guía de la evolución de esa microestructura. Los diagramas de fase son diagramas de equilibrio, para completar el estudio de la microestructura en el tema 12 estudiaremos los tratamientos térmicos de los materiales, donde plantearemos una evolución de la temperatura frente al tiempo para obtener una microestructura deseada. En este tema los estudios serán cinéticos, donde veremos las transformaciones de fase dependientes del tiempo. Y finalmente el tema 13 donde estudiaremos la degradación y fallo de los materiales, tanto por degradación química, por distintos agentes, como por la inadecuadas: selección de materiales, fabricación y procesado, afectando en el diseño y fabricación de una pieza.
Temas:
4.1.Diagramas de equilibrio de fase. Microestructura
4.2.Tratamientos térmicos
4.3.Degradación y Fallo de los Materiales
Sesiones prácticas:
4.1.Fabricación de un Diagrama de Fase Binario Pb-Sn.
4.2.Laminado y tratamientos térmicos del latón.
4.3.Templabilidad de aceros. Ensayo de Jominy.
5.Procesado de materiales
Descripción:Hasta ahora hemos estado estudiando estructura de materiales, propiedades de estos y la relación entre ambos. Sin dejar de lado esa relación que hemos tenido y tendremos presente a lo largo de todo el curso, ahora vamos a introducir al alumno en algunos procesos de manufactura de materiales. Para ello veremos tres temas donde abordaremos generalidades de la fundición de metales en el primer tema, en un segundo tema veremos procesos de conformado de polímeros y en el último tema de este bloque procesamiento de materiales cerámicos. Los temas que componen este bloque no pretenden realizar un estudio profundo y sistemático de los procesos de manufactura de materiales, que por si mismos son la materia de curso completo a nivel superior, si no más bien darle al estudiante una primera aproximación. Estos temas pretenden que el alumno comience a interesarse por la parte tecnológica de la ciencia de los materiales, y que la recta final del curso sirva para dejarlos con ganas de conocer y descubrir más acerca de este campo.
Temas:
5.1.Fundamentos de la fundición de metales
5.2.Polímeros y Procesos de conformado
5.3.Cerámicos y Procesamiento del materiales
Sesiones prácticas:
5.1.Síntesis y procesado del nailon 6-6.
5.2.Identificación de Polímeros.
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| Asociación objetivos y unidades |
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| Objetivo/Unidad |
U1 |
U2 |
U3 |
U4 |
U5 |
| O1 |
X
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X
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| O2 |
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X
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| O3 |
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X
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| O4 |
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X
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X
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Bibliografía
| Bibliografía |
| Bibliografía básica |
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| Bibliografía complementaria |
| Software |
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Nombre |
Versión |
Licencia |
SO |
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Última actualización: 12/09/2012
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Versión imprimible |
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