Información detallada de curso |
Segundo semestre 2015
Abr 18, 2024 |
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| Código y Nombre de la Asignatura: IME 1205 - CIENCIA DE LOS MATERIALES |
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División Académica:
División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto. Ingeniería Mecánica Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 2.000 Horas de Teoría 2.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Continua, Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría y Laboratorio Basado en los principios de la Física y de la Química, en el curso se estudia la estructura interna de los materiales y su correlación con las propiedades de los mismos. A nivel de laboratorio, se desarrollan ensayos para medir las principales propiedades mecánicas de materiales metálicos, poliméricos cerámicos y naturales utilizados en los distintos campos de la Ingeniería. 3. JUSTIFICACIÓN En el desarrollo de las actividades ingenieriles resulta indispensable la utilización de diversidad de materiales que permitan al profesional hacer una realidad lo que inicialmente fue un esquema puramente conceptual. Esta selección de materiales debe realizarse con criterios de eficiencia, economía y sostenibilidad, entre otros. Ante esta realidad el estudiante debe poder conocer tanto la estructura de los diferentes materiales como sus propiedades y métodos de procesamiento, a fin de seleccionarlos adecuadamente, o también mejorar su desempeño de acuerdo a los requerimientos de las distintas aplicaciones. 4. OBJETIVOS 4.1. OBJETIVO GENERAL Comprender los fundamentos de la Ciencia de los Materiales que sustentan el desempeño de los mismos con el fin de dar respuesta adecuada a problemas de ingeniería que involucren selección, diseño, caracterización y/o desarrollo de materiales. 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer, en forma general, el campo de los Materiales de Ingeniería y describir las tendencias en el uso de los mismos. Reconocer la estructura atómica de los materiales, las características de los enlaces interatómicos, y argumentar la correlación de éstos con las propiedades de los materiales. Cualificar y clasificar las principales propiedades de los materiales de ingeniería. Identificar los principales defectos estructurales de los materiales y describir sus implicaciones en el comportamiento de los mismos. Describir la cinética de los procesos de difusión de los átomos, iones y moléculas, y conocer sus aplicaciones en la industria. Describir y clasificar los diagramas de equilibrio, en términos de su construcción e interpretación de las fases y microconstituyentes presentes. Proponer materiales para aplicaciones de ingeniería teniendo en cuenta criterios técnicos, económicos y de sostenibilidad. 5. METODOLOGÍA La estrategia a utilizar para el logro de los objetivos propuestos consiste en: Exposición de los temas por parte del profesor a través de presentaciones de clase preparadas con base en los contenidos del texto guía, los de consulta y las experiencias del profesor. Desarrollo de clases prácticas en el Laboratorio - Taller donde los estudiantes puedan corroborar los conceptos discutidos en las sesiones teóricas. Desarrollo de trabajos en grupos con presentación de informes y sustentaciones Estudio de material complementario asignado por Catálogo Web como trabajo fuera de clase Visitas a empresas y talleres. 6. CONTENIDO Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales Los Materiales y la Ingeniería. Desarrollo histórico de los materiales. Tipos de materiales. Tendencias en el uso de los materiales. Avances más recientes. Propiedades de los materiales Estructura Atómica y Enlace Número atómico. Masa atómica. Estructura del átomo. Niveles electrónicos. Tipos de enlaces atómicos y moleculares. Energía y fuerzas de enlace. Espaciamiento interatómico. Estructuras Cristalinas y Amorfas Orden de corto y largo alcance. Celdas Unitarias. Puntos, direcciones y planos en la celda unitaria. Transformaciones alotrópicas y polimórficas. Materiales amorfos. Comportamiento isotrópico y anisotrópico. Propiedades de los Materiales Propiedades Mecánicas. Propiedades Físicas. Propiedades Eléctricas. Propiedades Magnéticas. Propiedades térmicas. Solidificación e Imperfecciones Cristalinas Defectos cero dimensionales o de punto. Defectos unidimensionales o de línea.Defectos bidimensionales o de superficie. Defectos tridimensionales o volumétricos. Difusión en Sólidos Cinética de la difusión atómica. Mecanismos de Difusión. Energía de activación. Difusión en estado estacionario (1ª Ley de Fick). Difusión en estado no estacionario (2ª Ley de Fick). Efecto de la Temperatura. Diagramas de Fase Nucleación homogénea y heterogénea. Estructura de granos. Mecanismos de endurecimiento. Aleaciones monocristalinas y policristalinas. Solubilidad. Soluciones Sólidas. Fases. Equilibrio de Fases. Diagramas de fases binarios isomorfos y eutécticos. Materiales metálicos Sistema Hierro-Carbono. Aceros. Aleaciones de Aluminio. Aleaciones de Cobre. Aceros Inoxidables. Hierros Fundidos. Materiales Poliméricos Tipos de materiales poliméricos. Síntesis: polimerización por adición y por condensación. Estructura de los polímeros. Efecto de la temperatura. Propiedades. Cerámicos, Compuestos y Biomateriales Propiedades. Aplicaciones. Técnicas de procesamiento. Propiedades especiales PRÁCTICAS DE LABORATORIO: Reconocimiento de Materiales. Normas de seguridad para el trabajo. Metrología. Ensayos Mecánicos: Dureza, Tracción, Flexión, Impacto, Fatiga. Metalografía. 7. EVALUACIÓN Primer parcial: 25% Segundo parcial: 25% Examen final: 25% Trabajos y quices: 15% Laboratorio: 10% 8. BIBLIOGRAFIA Smith, William F. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales. 5ª Edición, McGraw- Hill, 2014. Askeland, Donald R. Ciencia e ingeniería de los materiales, Cuarta edición. Iberoamericana, México, 2004. International Thomson Editores. Callister William D., Jr. Materials Science and engineering an introduction Fourth Edition. Edit. Wiley. Shackelford, James. Ciencia de Materiales para Ingenieros. Ed. Prentice Hall. Deshonestidad académica: Ningún tipo de deshonestidad académica será tolerada en este curso. Entiéndase por deshonestidad académica cualquier acto en el que un estudiante reciba o asista de manera no autorizada por el Profesor a otro estudiante o grupo de estudiantes durante la realización de un examen, trabajo, práctica de laboratorio y/o proyecto. En la presentación de cualquier trabajo, tarea, taller y/o proyecto, el estudiante deberá citar de forma adecuada las referencias y fuentes utilizadas en su desarrollo |
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