Última actualización: 25/05/2022


Curso Académico: 2022/2023

Ciencia e ingeniería de materiales
(15068)
Titulación: Grado en Ingeniería de la Energía (280)


Coordinador/a: ALVAREDO OLMOS, PAULA

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

Tipo: Obligatoria
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Objetivos
1. Tener conocimiento y comprensión de los fundamentos de ciencia, tecnología y química de materiales. 2. Tener conciencia del contexto multidisciplinar de la ingeniería. 3. Tener la capacidad de aplicar su conocimiento y comprensión para identificar, formular y resolver problemas de ciencia, tecnología y química de materiales utilizando métodos establecidos. 4. Tener capacidad de diseñar y realizar experimentos para resolver problemas de ciencia, tecnología y química de materiales, interpretar los datos y sacar conclusiones. 5. Tener competencias técnicas y de laboratorio en ciencia, tecnología y química de materiales. 6. Tener capacidad de seleccionar y utilizar equipos, herramientas y métodos adecuados para resolver problemas de la de ciencia, tecnología y química de materiales. 7. Tener capacidad de combinar la teoría y la práctica para resolver problemas de la de ciencia, tecnología y química de materiales. 8. Tener comprensión de métodos y técnicas aplicables en ciencia, tecnología y química de materiales y sus limitaciones.
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales 1. Marco de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Concepto 2. Tipos de Materiales: Clasificación 3. Selección de materiales 4. Relación entre estructura, propiedades y procesado El enlace en los sólidos 1. Tipos de enlace en sólidos 2. Naturaleza del enlace y tipos de materiales 3. Enlace iónico 4. Enlace covalente parcial. 5. Enlace metálico. Teoría de bandas y otras teorías Estructuras cristalinas 1. Energía y redes cristalinas 2. Descripción de la estructura cristalina 3. Principales estructuras metálicas. 4. Posiciones intersticiales: Huecos 5. Posiciones atómicas, direcciones y planos cristalográficos 6. Comparación entre las estructuras cristalinas FCC, HCP y BCC 7. Densidad atómica en cristales: linear, planar y volumétrica Defectos en sólidos 1. Cristales perfectos e imperfectos: consideraciones termodinámicas. 2. Tipos de defectos: puntuales, lineales y superficiales. 3. Defectos puntuales. 4. Defectos lineales. 5. Defectos planares. 6. Soluciones sólidas en metales y cerámicos. Transporte de masa: difusión. 1. Definir la difusión en estado sólido. 2. Mecanismos de difusión: sustitucional e intersticial 3. Leyes macroscópicas que gobiernan la difusión. 4. Factores que influyen en el proceso de difusión: 5. Ejemplos Diagramas de equilibrio de fases. 1. Conceptos básicos. Constituyentes, fases y componentes 2. Diagramas de fase sistemas monocomponente. 3. Sistemas Binarios 4. Diagramas de fases de cerámicos Transporte de carga: Propiedades eléctricas 1. Clasificación de los materiales en función de sus propiedades eléctricas. 2. Conceptos básicos. 3. Resistividad en Materiales Conductores (metales) 4. Materiales semiconductores. 5. Materiales aislantes y dieléctricos. Propiedades Mecánicas 1. ¿Qué son las propiedades Mecánicas? 2. ¿Cómo se evalúan? Concepto de tensión y deformación 3. Tipos de ensayos mecánicos 4. Ensayo de tracción uniaxial: tensión y deformación nominal. 5. Mecanismos de endurecimiento Materiales Metálicos 1. Clasificación. Aleaciones férreas y no férreas. Características generales de: 2. Obtención de materiales metálicos: Solidificación: Nucleación y Crecimiento 3. Conformado por deformación plástica. Endurecimiento por deformación 4. Aceros: Transformaciones en equilibrio en el sistema Fe-C. 5. Aceros: Transformaciones fuera del equilibrio en el sistema Fe-C. Materiales cerámicos 1. Clasificación. 2. Estructuras cristalinas de cerámicos: 3. Principales estructuras cristalinas iónicas. 4. Estructura de las cerámicas covalentes. 5. Materiales cerámicos no cristalinos: vidrios. 6. Comportamiento en servicio 7. Obtención de materiales cerámicos Materiales poliméricos 1. Características Generales 2. Polimerización 3. Conceptos generales 4. Transiciones térmicas: Tm y Tg 5. Termoplásticos, termoestables y elastómeros 6. Comportamiento mecánico. 7. Obtención de materiales polímeros Materiales Compuestos. 1. Clasificación según el tipo de refuerzo y de matriz 2. Tipo de constituyentes: 3. MC reforzados con partículas (por dispersión y con partículas) 4. Regla de las mezclas 5. MC reforzados con fibras 6. Propiedades elásticas (MC con matriz polimérica y fibras continúas) 7. Materiales estructurales (laminados y estructuras sándwich) 8. Aplicaciones y Limitaciones de los MC 9. Obtención de Materiales compuestos
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
Clases magistrales y clases en grupo reducido, 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).
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 60
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 40
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.

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