Ciencia de Materiales

Informar al alumno/a de los principios básicos, naturaleza, propiedades y aplicaciones de los Materiales, así como de sus principales familias. La asignatura está concebida como una introducción general a la Ciencia y Tecnología de Materiales, que se desarrollará posteriormente en cursos más específicos de Cerámica, Metalurgia y Polímeros.

Adicionalmente se pretende dotar al alumno de conocimientos básicos en la tecnología de los materiales y su procesamiento industrial.

I.- INTRODUCCIÓN.

Tema 1.- Introducción.
1.1.- Materiales y Civilización.
1.2.- Materiales e Ingeniería.
1.3.- Estructura, propiedades y usos de los materiales.
1.4.- Tipos de materiales.

II.- ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LAS FASES SÓLIDAS.

Tema 2.- Orden atómico en los sólidos.
2.1.- Cristales.
2.2.- Simetría.
2.3.- Sistemas cristalinos.
2.4.- Polimorfismo e isomorfismo.
2.5.- Difracción de rayos X por los cristales.
Tema 3.- Desorden atómico en los sólidos.
3.1.- Impurezas en los sólidos.
3.2.- Soluciones sólidas.
3.3.- Imperfecciones y defectos cristalinos.
3.4.- Materiales amorfos.
3.5.- Difusión atómica. Procesos de difusión.
Tema 4.- Termodinámica y equilibrios.
4.1.- Introducción. Equilibrios.
4.2.- Termodinámica de los diagramas de fases.
4.3.- Sistemas de un componente.
4.4.- Sistemas binarios.
4.5.- Sistemas ternarios.

III.- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.

Tema 5.- Propiedades mecánicas.
5.1.- Introducción. Esfuerzo y deformación
5.2.- Ensayos y curva de esfuerzo-deformación
5.2.- Deformación elástica de los materiales.
5.3.- Deformación plástica de los materiales
5.4.- Dureza
Tema 6.- Propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas.
6.1.- Conductividad metálica.
6.2.- Propiedades dieléctricas.
6.3.- Semiconductividad.
6.4.- Superconductividad.
6.5.- Propiedades magnéticas de los materiales.
6.6.- Piezoelectricidad.
6.7.- Propiedades ópticas.
Tema 7.-Corrosión y degradación de materiales
7.1.- Corrosión de materiales metálicos
7.2.- Corrosión de materiales cerámicos
7.3.- Degradación de polímeros

IV.- TIPOS DE MATERIALES.

Tema 8.- Metales.
8.1.- Metales y aleaciones.
8.2.- Procesamiento de metales.
8.3.- Aleaciones de una y dos fases.
8.4.- Deformaciones elásticas en metales.
8.5.- Deformaciones plásticas en metales.
8.6.- Recristalización.
8.7.- Propiedades de los metales policristalinos.
8.8.- Aceros y fundiciones.
8.9.- Diagrama Fe-C.
8.10.- Procesamiento.
8.11.- Propiedades.
Tema 9.- Polímeros.
9.1.- Moléculas gigantes.
9.2.- Polímeros lineales.
9.3.- Polímeros tridimensionales.
9.4.- Variaciones en las estructuras moleculares.
9.5.- Temperatura de transición vítrea.
9.6.- Cristales moleculares.
9.7.- Deformación en polímeros.
9.8.- Procesamiento de polímeros.
Tema 10.- Cerámicas.
10.1.- Fases cerámicas.
10.2.- Tipos de compuestos cerámicos. Óxidos, silicatos y cerámicas no oxídicas.
10.3.- Fractura en cerámica.
10.4.- Procesamiento de materiales cerámicos.
10.5.- Cerámica avanzada.
10.6.- Refractarios.
Tema 11.- Materiales compuestos
11.1.- Tipos de materiales compuestos.
11.2.- Materiales reforzados.
11.3.- Mecanismos de reforzamiento.
11.4.- Materiales multicapa.

V.- SELECCIÓN DE MATERIALES.
Tema 12.- Selección de materiales. Introducción.
12.1.- Diseño de materiales.
12.2.- Bases del proceso de selección de materiales. Criterios de selección de materiales.
12.3.- Materiales y formas.
12.4.- Materiales y procesamiento.
12.5.- Sistemas expertos.
12.6.- Ejemplos de selección de materiales.

Bibliografía básica:

-CALLISTER, William D. Jr., 2016. Ciencia e ingeniería de materiales. 2ª edición. Barcelona: Reverté. ISBN 9788429172515 (BUSC: A QM 9 H)
-MONTES, J. M., F. G. CUEVAS, J. CINTAS, 2014. Ciencia e ingeniería de los materiales. 1ª ed. Madrid: Paraninfo. ISBN 9788428330176 (BUSC: A QM 10 A)

Bibliografía complementaria:

-Van Vlack: Elements of Materials Science and Engineering. 6ª Ed. Pearson. ISBN 978-0201093148
-BOLTON, William. Engineering Materials and Technology. 2ª Edition. Elsevier. ISBN 9781483141077
-ASHBY, M.F., et al., 2009. Engineering Materials and Processes Desk Reference . Elsevier
-SAJA, J.A. de, M.A. RODRIGUEZ, M. L. RODRIGUEZ, 2005. Materiales. Estructura propiedades y aplicaciones. Madrid: Thomson
http://www.grantadesign.com/education/resources/students.htm
-GAUKLER, L. J., 2009. Ceramic Materials In Energy Systems. Techna Group .
-COURT, S. A., 2008. The mapping of Materials supply chains in the UK`spower generation sector. MATERIALS UK ENERGY REVIEW. NAMTEC-UK.
-FOSSHEIM, K., A. SUDBO, 2004. Superconductivity: Physics and Applications. Wiley
-SEEBE, Bernd, 1998. Handbook of Applied superconductivity .Bristol: Institute of Physics

BÁSICAS Y GENERALES

CG3 - Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
CG4 - Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la ingeniería química industrial

TRANSVERSALES

CT1 - Capacidad de análisis y síntesis
CT6 - Resolución de problemas
CT8 - Trabajo en equipo
CT19 - Aprendizaje autónomo

ESPECÍFICAS

CI3 - Conocimientos de los fundamentos de ciencia, tecnología y química de materiales. Comprender la relación entre lamicroestructura, la síntesis o procesado y las propiedades de los materiales.

El curso se estructura sobre la base de 30 horas de clases teóricas y 15 horas de seminarios prácticos. Las clases teóricas se impartirán en el aula con el apoyo de proyecciones y las clases prácticas en seminarios.

Los alumnos/as realizarán un trabajo relacionado con un material cerámico, metálico, polimérico o compuesto, que incluirá un resumen sobre la naturaleza, preparación y propiedades del material, sus usos y su mercado. Competencias: CG3, CG4, CT1, CT6, CT8, CT19, CI3. El trabajo será entregado a través del Campus Virtual

Una actividad complementaria será la visita a una fábrica en la que se fabriquen/procesen materiales cerámicos, poliméricos, metales o materiales compuestos.

Se utilizará una evaluación mixta, basada en:
a) Calificación obtenida por el alumno/a en un examen final, consistente en uno o dos problemas y cuatro o cinco preguntas cortas. Calificación: 70%. Se debe responder en mayor o menor medida a todos los problemas y preguntas. Para poder aprobar el examen no puede haber ningún problema o pregunta en blanco.
b) Calificación conseguida en la evaluación del trabajo realizado durante el curso (10%).
c) Evaluación continua en seminarios y clases teóricas (20%).

Para aprobar la asignatura será necesario obtener como mínimo un 4 (sobre 10) en el examen final. La calificación obtenida en los puntos b y c anteriores, podrá conservarse para la segunda oportunidad, y computará con la nota del examen para la calificación final solamente en caso de que en el examen final se obtenga por lo menos un 4 (sobre 10).

El sistema de evaluación para estudiantes repetidores será el mismo que el aplicado a los no repetidores.

Para poder ser evaluado/a es necesario asistir al menos al 50 % de los seminarios, realizar los trabajos requeridos y realizar el examen final. Esto es así tanto para superar la materia en la convocatoria ordinaria como para la recuperación

En los seminarios se realizarán problemas y casos prácticos relacionados con los contenidos de la asignatura que son fundamentales para una clara comprensión y aprendizaje de los contenidos de esta. Por ello es obligatoria la asistencia a los seminarios

Evaluación de competencia Aulas teóricas Tutorías Seminarios Trabajos Examen

CG3 :........................................X................X................X......................X

CG4..........................................X................X................X......................X

CT1..............................................................................X......................X..........X

CT6..............................................................................X..................................X

CT8..............................................................................X.......................X

CT19............................................................................X.......................X..........X

CI3...........................................X................X................X.......................X..........X



Sistema de cualificación % Mínimo necesario

Seminarios y clases teóricas........ 20 Presencial

Trabajo.................................... 10 Campus Virtual

Examen..................................... 70 4,0 Presencial

Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.

Se estima un tiempo total de trabajo del alumno de alrededor de 112 horas, distribuidas como sigue:


Horas presenciales: 44
Horas trabajo alumno: 68.5

Relativas a la materia:

- Conocimientos de Física general y Química general. - Son deseables conocimientos de Mineralogía y Geologia.

Generales:

Constancia a lo largo del curso y asistencia a clases y seminarios.

La asignatura se imparte en Castellano