Objetivo(s) del curso: Conocer y comprender el comportamiento y las aplicaciones de los materiales no metálicos

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO MATERIALES NO METÁLICOS Asignatura Clave Semestre Créditos Ingeniería Mecánica e Industrial Ingeniería Mecánica Ingeniería Mecánica División Departamento Carrera(s) en que se imparte Asignatura: Horas: Total (horas): Obligatoria X Teóricas 4.0 Semana 6.0 Optativa Prácticas Semanas 96.0 Modalidad: Curso, laboratorio Seriación obligatoria antecedente: Ciencia de Materiales Aprobado: Fecha: Consejo Técnico de la Facultad 25 de febrero, 4 y 17 de marzo, y 16 de junio de 2005 Consejo Académico del Área de las Ciencias 8 de agosto de 2005 Físico Matemáticas y de las Ingenierías Seriación obligatoria consecuente: Ninguna Objetivo(s) del curso: Conocer y comprender el comportamiento y las aplicaciones de los materiales no metálicos Temario NÚM. NOMBRE HORAS 1. La estructura de los cerámicos Producción y procesamientos de los cerámicos Comportamiento mecánico y aplicaciones de los cerámicos Conceptos básicos de química orgánica La estructura de los polímeros Producción y procesamiento de polímeros Comportamiento mecánico y aplicaciones de los polímeros Producción y procesamiento de materiales compuestos Comportamiento mecánico y aplicaciones de los materiales compuestos Prácticas de laboratorio 32.0 Total 96.0

2 MATERIALES NO METÁLICOS (2 / 7) 1 La estructura de los cerámicos Objetivo: conocerá los tipos de estructura cristalina que se presentan en los cerámicos, sus defectos y las características de los compuestos químicos involucrados. 1.1 Estructuras de los cerámicos cristalinos Tipos de estructuras cristalinas y sus familias Imperfecciones en los cerámicos Diagramas de fase de los cerámicos Los silicatos como estructura en los cerámicos cristalinos 1.2 Características de los cerámicos amorfos Formación de los vidrios Flujo viscoso de los vidrios Termofluencia de los cerámicos 2 Producción y procesamiento de los cerámicos Objetivo: conocerá los métodos mas importantes para la producción de los cerámicos, así como los constituyentes que se incluyen para su formación. 2.1 Conformado por partículas y cementación Prensado de polvos Conformado hidroplástico Moldeo por barbotina 2.2 Conformado del vidrio Prensado Soplado Estirado y conformado de fibras 3 Comportamiento mecánico y aplicaciones de los cerámicos Objetivo: entenderá el comportamiento de los materiales cerámicos ante fuerzas externas, e identificará los materiales correspondientes a sus aplicaciones 3.1 Propiedades mecánicas de los cerámicos Módulo de ruptura de los cerámicos Fractura frágil de los cerámicos Flujo viscoso de los cerámicos Porosidad en los cerámicos 3.2 Aplicaciones de los cerámicos Productos tradicionales Cerámicos de ingeniería Cerámicos avanzadas

3 MATERIALES NO METÁLICOS (3 / 7) 4 Conceptos básicos de química orgánica Objetivo: aprenderá los principios básicos de química orgánica para poder comprender el comportamiento de estas sustancias en estado sólido. 4.1 Estructura de moléculas orgánicas Estructura y propiedades de los alcanos Estructura y propiedades de los alquenos y alquinos Estereoquímica 4.2 Hidrocarbonos Fórmula estructural Reacciones 4.3 Radicales libres 4.4 Uniones múltiples de los carbonos 4.5 Aromaticidad 5 La estructura de los polímeros Objetivo: comprenderá que el acomodamiento atómico de los polímeros se rige principalmente por las cadenas que lo forman y su composición química. Además conocerá los métodos de síntesis polimérica como primer paso en el uso de los polímeros. 5.1 Procesos de polimerización Polimerización por adición Polimerización por condensación 5.2 Características estructurales de los polímeros Peso molecular Cristalinidad Copolimerización 5.3 Clasificación de los polímeros Termoplásticos Termoestables Compuestos poliméricos 6 Producción y procesamiento de polímeros Objetivo: conocerá la relación existente entre el comportamiento de los polímeros y los principales métodos de fabricación de los mismos. 6.1 Comportamiento reológicos de los polímeros Flujos newtonianos y no newtonianos Viscoelasticidad Reometría

4 MATERIALES NO METÁLICOS (4 / 7) 6.2 Procesamiento de los termoplásticos Moldeo por extrusión e inyección Moldeo por formado y soplado 6.3 Procesamiento de los termofijos, los elastómeros y las espumas Moldeo por vaciado Moldeo por compresión 7 Comportamiento mecánico y aplicaciones de los polímeros Objetivo: entenderá el comportamiento de los polímeros ante fuerzas externas, e identificará los materiales correspondientes a sus aplicaciones; así mismo, relacionará otras propiedades con su comportamiento mecánico. 7.1 Propiedades físicas de los polímeros Densidad Absorción de humedad Resistencia química 7.2 Propiedades térmicas de los polímeros Flujo viscoso 7.3 Propiedades mecánicas de los polímeros Propiedades mecánicas a corto plazo Modelos matemáticos del comportamiento mecánico Propiedades mecánicas a largo plazo 7.4 Diseño y aplicación de los productos poliméricos Polímeros comunes Polímeros de ingeniería 8 Producción y procesamiento de materiales compuestos Objetivo: conocerá la relación existente entre el comportamiento de los materiales compuestos y los métodos de fabricación para cada clase de compuesto. 8.1 Refuerzos en los compuestos Compuestos reforzados por partículas Compuestos reforzados por fibras Compuestos laminados 8.2 Procesamiento de los materiales compuestos Regla de las mezclas Sinterizado de partículas Producción de fibras Tipos de uniones en laminados 9 Comportamiento mecánico y aplicaciones de los materiales compuestos Objetivo: entenderá el comportamiento de los materiales compuestos ante efectos externos a su entorno y aprenderá a usarlos en diversas aplicaciones.

5 MATERIALES NO METÁLICOS (5 / 7) 9.1 Propiedades mecánicas en compuestos particulados 9.2 Propiedades mecánicas en compuestos con fibras Isodeformación Isoesfuerzo 9.3 Propiedades mecánicas en compuestos laminados Compatibilidad entre laminados Resistencia interfacial Bibliografía básica: CALLISTER, William D. Materials Science and Engineering: An Introduction 6th edition. John Wiley & Sons, 2002 CALLISTER, William D. Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach 2nd edition John Wiley & Sons, SMITH, William F. Foundations of Materials Science and Engineering. 3a edition Mc Graw Hill, 2003 SHACKELFORD, James F. Introduction to Materials Science for Engineers. 5th edition Prentice Hall, MANGONON, Pat L. The principles of materials selection for engineering design Prentice Hall, Bibliografía complementaria: SOMIYA, Shigeyuki, et al. Handbook of Advanced Ceramics: Materials, Applications, Processing and Properties Academic Press, 2003 DANIELS, C. A., Ceramics: Structure and Properties Abyss book, 2002

6 MATERIALES NO METÁLICOS (6 / 7) BARNES, H.A., J.F. Hutton, K. Walters An Introduction to Rheology 5th edition Elsevier Science; BARBERO, Ever J.. Introduction to Composite Materials Design. Taylor & Francis Group, 1999 (Materials Science & Engineering Series) ASHBY, Michael Materials and Design: The Art and Science of Material Selection in Product Design. Inglaterra Elsevier Science, 2002 OSSWALD, Tim A.. Materials Science of Polymers for Engineers. 2nd edition. U.S.A Hanser Gardner, 2003 CHIANG, Yet-Ming Physical Ceramics: Principles for Ceramic Science and Engineering (Mit Series in Materials Science and Engineering) John Wiley & Sons, 1996 ASHBY, M. F., Engineering Materials 2: An Introduction to Microstructures, Processing and Design Pergamon, 1986 GAY, Daniel Composite Materials: Design and Applications. CRC, 2002 DANIEL, Isaac M. Engineering Mechanics of Composite Materials. Oxford, U.S.A Oxford University Press, 1994 CHAWLA, Krishan Composite Materials, Science and Engineering Segunda edición USA Springer, 1998 BIRLEY, Arthur W., et al. Physics of Plastics USA Hanser Gardner, 1992

7 MATERIALES NO METÁLICOS (7 / 7) STEVENS, Malcolm P. Polymer Chemistry: An Introduction 3rd edition Oxford, USA Oxford University Press, 1998 WADE, Leroy G. Organic Chemistry 5th edition Prentice Hall, Sugerencias didácticas: Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo Seminarios Otras Forma de evaluar: Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas Trabajos y tareas fuera del aula X Otras Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura Profesor con conocimientos y formación en el área, experiencia mínima de 3 años en la docencia y/o investigación en materiales metálicos, cerámicos, polímeros y compuestos, en diseño y fabricación de componentes con los materiales antes mencionados.