Última actualización: 31/05/2022


Curso Académico: 2022/2023

Ciencia e ingeniería de materiales
(15500)
Titulación: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales (256)


Coordinador/a: RABANAL JIMENEZ, MARIA EUGENIA

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingenieria Química

Tipo: Obligatoria
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:

Rama de Conocimiento: Ingeniería y Arquitectura



Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Química General
Objetivos
En general, el alumno desarrollara destrezas generales y dominará los conocimientos necesarios para: *.- 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 Industrial. *.- Conocimiento y capacidad para aplicar herramientas computacionales y experimentales para el análisis y cuantificación de problemas de Ingeniería Industrial. *.- Capacidad para diseñar y realizar experimentos y para analizar e interpretar los datos obtenidos. *.- Conocimientos de los fundamentos de ciencia, tecnología y química de materiales. Comprender la relación entre la microestructura, la síntesis o procesado y las propiedades de los materiales. *.- Conocimiento y utilización de los principios de la resistencia de materiales. *.- Consciencia del contexto multidisciplinar de la ingeniería.
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
1. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales 1.1. Marco de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Concepto 1.2. Clasificación de Materiales 1.3. Selección de materiales: 1.4. Relación entre estructura, propiedades y procesado 2. El enlace en los sólidos 2.1. Naturaleza y tipos de enlace en materiales 2.2. Enlace iónico 2.3. Enlace covalente 2.4. Enlace metálico. Teoría de bandas y otras teorías 3. Estructuras cristalinas 3.1. Energía y ordenamiento atómico 3.2. Descripción de la estructura cristalina 3.3. Principales estructuras metálicas. 3.4. Posiciones atómicas, direcciones y planos cristalográficos 3.5. Comparación entre las estructuras cristalinas FCC, HCP y BCC 3.6. Posiciones intersticiales: Huecos 3.7. Densidad atómica en cristales: linear, planar y volumétrica 3.8. Factor de empaquetamiento 4. Defectos en sólidos 4.1. Cristales perfectos e imperfectos: consideraciones termodinámicas. 4.2. Clasificación y dimensión de los defectos: puntuales, lineales y superficiales. 4.3. Defectos: puntuales, lineales, planares y superficiales. 4.4. Soluciones sólidas en metales y cerámicos. 5. Transporte de masa: difusión. 5.1. Fenómeno de la Difusión en estado sólido. 5.2. Mecanismos de difusión: sustitucional e intersticial 5.3. Leyes macroscópicas que gobiernan la difusión 5.4. Factores que influyen en el proceso de difusión 6. Diagramas de equilibrio de fases. 6.1. Conceptos generales. Constituyentes, fases y componentes 6.2. Diagramas de fase de sistemas monocomponente y sistemas binarios. 6.3. Diagramas de fases de materiales cerámicos 7. Transporte de carga: Propiedades eléctricas 7.1. Clasificación de los materiales en función de sus propiedades eléctricas. 7.2. Materiales Conductores. Factores: temperatura, existencia de defectos, impurezas, ¿ 7.3. Materiales semiconductores. Factores 7.4. Materiales aislantes y dieléctricos. 7.5. Aplicaciones 8. Propiedades Mecánicas 8.1. Métodos de caracterización y tipos de ensayos mecánicos. 8.2. Concepto de tensión y deformación 8.3. Ensayo de tracción uniaxial: tensión y deformación nominal. Tensión y deformación verdadera 8.4. Mecanismos de endurecimiento 8.5. Dureza 9. Materiales Metálicos 9.1. Clasificación. Aleaciones férreas y no férreas. Características generales de: 9.2. Obtención de materiales metálicos: Solidificación: Nucleación y Crecimiento 9.3. Conformado por deformación plástica. Endurecimiento por deformación 9.4. Aceros: Transformaciones en equilibrio en el sistema Fe-C. 9.5. Aceros: Transformaciones fuera del equilibrio en el sistema Fe-C. 10. Materiales cerámicos 10.1. Enlace y propiedades generales de materiales cerámicos. 10.2. Principales estructuras cristalinas iónicas. 10.3. Estructura de las cerámicas covalentes. 10.4. Materiales cerámicos no cristalinos: vidrios. 10.5. Obtención y aplicaciones de cerámicos 11. Materiales poliméricos 11.1. Enlace y características generales. 11.2. Reacciones de obtención 11.3. Comportamiento térmico: Transiciones térmicas: Tm y Tg 11.4. Clasificaciones de polímeros: Termoplásticos, termoestables y elastómeros 11.5. Comportamiento mecánico. 11.6. Obtención y aplicaciones de materiales polímeros 12. Materiales Compuestos. 12.1. Clasificación: tipo de refuerzo y de matriz 12.2. Regla de las mezclas 12.3. MC reforzados con partículas (por dispersión y con partículas) 12.4. MC reforzados con fibras: continuas y alineadas 12.5. Propiedades elásticas (MC con matriz polimérica y fibras continuas) 12.6. Materiales estructurales (laminados y estructuras sándwich) 12.7. Obtención y Aplicaciones de los MC 12.8. Procesado de materiales compuestos
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
Clases magistrales, clases de resolución de dudas en grupos reducidos, presentaciones de los alumnos, tutorías individuales y trabajo personal del alumno; orientados a la adquisición de conocimientos teóricos (3 créditos ECTS). Prácticas de laboratorio y clases de problemas en grupos reducidos, tutorías individuales y trabajo personal del alumno; orientados a la adquisición de habilidades prácticas relacionadas con el programa de la asignatura (3 créditos ECTS). El laboratorio es de OBLIGADA ASISTENCIA. La entrada al laboratorio se habilita una vez el estudiante haya visualizado los vídeos de seguridad general y seguridad en el laboratorio de materiales/química y contestado ambos tests correctamente. NO SE PUEDE ENTRAR AL LABORATORIO SI NO SE HAN CONTESTADO LOS TESTS. LA NO ASISTENCIA AL LABORATORIO SIN CAUSA JUSTIFICADA IMPLICA SUSPENDER LA EVALUACIÓN CONTINUA.
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 50
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 50
Calendario de Evaluación Continua
Bibliografía básica
  • ASHBY MF, JONES DRH. Materiales para Ingeniería 1. Introducción a las propiedades, las aplicaciones y el diseño¿. Reverté.. 2008
  • ASKELAND DR.. "Ciencia e Ingeniería de los Materiales",. International Thomson, 4ª Edición, Madrid, 2001.
  • CALLISTER WD.. "Ciencia e Ingeniería de los Materiales". Vol. I,. Ed Reverté, 3ª Edición, Barcelona, 1995.
  • MANGONON PL.. ¿Ciencia de Materiales. Selección y Diseño¿.. Prentice Hall, 1ª Edición, Méjico, 2001.
  • SHACKELFORD JF.. "Introducción a la Ciencia de Materiales para ingenieros",. Prentice Hall, 4ª Edición, Madrid, 1998.
  • SMITH WF.. "Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales",. McGraw-Hill, 3ª Edición, Madrid, 2003.
Bibliografía complementaria
  • ASHBY MF, JONES DRH. Materiales para Ingeniería 1. Introducción a las propiedades, las aplicaciones y el diseño¿. Reverté. 2008
  • J.M. Montes, F.G. Cuevas, J. Cintas. Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Paraninfo. 2014

El programa de la asignatura podría sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.