Ciencia de los materiales
| Código: 452 | Créditos: 5 |
| Escuela: Mecánica | Area: Materiales |
| Prerrequisito: Fisica 2 | Postrrequisito: Procesos de manufactura 1; Metalurgia y metalografía; Diseño de máquinas 1; Mecanismos |
Descripción
La ciencia de los materiales es el estudio de los requerimientos, propiedades y evaluaciones de los diversos materiales utilizados por la ingeniería, por esto se hace necesario conocer de ellos su micro y macroestructura.
En el presente curso el estudiante se introducirá en los campos de los materiales metálicos, cerámicos, polímeros, compuestos, semiconductores y con memoria, de tal forma que adquiera el conocimiento necesario para poder utilizar razonablemente los recursos disponibles en la elaboración de productos.
Objetivo general
Introducir al estudiante en el área de materiales de Ingeniería.
Objetivos Especificos
- Incentivar el deseo de investigación del estudiante acerca de las propiedades de los materiales para que 2 él mismo pueda hacer deducciones de su comportamiento y empleo.
- Estudiar la micro y macroestructura de los materiales cristalinos.
- Definir los diagramas de equilibrio o de fases de aleaciones isomorfas.
- Estudiar las leyes de Fick y su aplicación en los tratamientos termoquímicos.
- Definir los tipos de corrosión.
Contenido
Unidades
UNIDAD 1. INTRODUCCIÓN A LOS MATERIALES DE INGENIERÍA
A. Diferencia entre Ciencia e Ingeniería de los Materiales
B. Clasificación general de los materiales
C. Propiedades de los materiales
UNIDAD 2. REPASO DE LA TEORÍA ATÓMICA Y DE LA ESTRUCTURA MOLECULAR
A. Número atómico
B. Masa o peso atómico
C. Valencia
D. Configuración electrónica
E. Tabla periódica de los elementos.
F. Enlaces interatómicos
UNIDAD 3. ELEMENTOS DE LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS
A. Sistemas cristalinos
B. Parámetros de red
C. Celda unitaria
D. Posiciones, direcciones y planos atómicos
E. Relación entre radio atómico y parámetro de red
F. Factor de empaquetamiento
G. Densidad teórica
UNIDAD 4. IMPERFECCIONES EN LOS MATERIALES CRISTALINOS
A. Defectos puntuales: vacancias, átomo sustitucional, átomo intersticial, defecto Frenkel, defecto Schottky
B. Defectos lineales: de borde y de tornillo
C. Defectos superficiales
UNIDAD 5. MOVIMIENTO DE LOS ÁTOMOS EN LOS MATERIALES
A. Leyes de Fick
B. Mecanismos de difusión
C. Tratamientos termoquímicos: carburización, cianuración, nitruración, boruración
UNIDAD 6. ENSAYOS DE MATERIALES
A. Ensayo de tensión y compresión
B. Ensayo de impacto
C. Ensayo de fatiga
D. Ensayo de dureza
E. Ensayo de termofluencia
UNIDAD 7. DEFORMACIÓN, ENDURECIMIENTO POR TRABAJO Y RECOCIDO
A. Tratamientos térmicos: revenido (recuperación), recocido (recristalización), crecimiento de grano y temple
B. Procesos de deformación
C. Trabajo en frío
D. Trabajo en caliente
UNIDAD 8. SOLIDIFICACIÓN Y ALEACIÓN
A. Definición de fase cristalina
B. Diagrama de equilibrio isomorfo
UNIDAD 9. MATERIALES CERÁMICOS
A. Cal
B. Cemento
C. Vidrio
D. Otros materiales cerámicos
UNIDAD 10. POLÍMEROS
A. Definición de mero, monómero y polímero
B. Clasificaciones de los polímeros
C. Ejemplos de polímeros
D. Procesos de manufactura de polímeros: extrusión, inyección, soplado, calandrado, hilado, formado en vacío, moldeo por compresión, moldeo por transferencia
E. Aditivos
UNIDAD 11. MATERIALES COMPUESTOS
A. Por partículas
B. Por fibras
C. Laminares
UNIDAD 12. CORROSIÓN Y DESGASTE
A. Definición de corrosión
B. Clasificación general de la corrosión
C. Celda electroquímica
D. Tipos de corrosión electroquímica
E. Métodos de prevenir corrosión
Bibliografía
- Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de los materiales. William Smith. Editorial McGraw Hill 2004. Tercera edición.
- Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Donald Askeland. Editorial Thomson. Cuarta Edicion .2004
- Ciencia y Diseño de Materiales para Ingeniería. Shafer. Saxena. Antolovich. Editorial Continental, S.A. Primera Edición 2000.
- Ciencia de los Materiales para Ingeniería. Peter Thorton & Vito Colangelo. Editorial Prentice, may 1987.