Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior

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1 División de DIT Departamento de Ingeniería Periodo : Primavera 2011 Nombre del curso: FUNDAMENTOS DE INGENIERIA DE MATERIALES Clave: IN1160/IN1305 Seriación: Línea Curricular: Ingeniería y tecnología HTS: 3 HPS: THS: 3 Créditos: 6 HTS: HORAS TEÓRICAS SEMANALES HPS: HORAS PRÁCTICAS SEMANALES THS: TOTAL DE HORAS POR SEMANA Idioma(s) en que se imparte el curso: Español Tipo(s) de Curso: Presencial Objetivo y/o competencias generales del curso : Conocer los fundamentos de la ciencia en ingeniería de materiales. Temas a cubrir incluyen estructuras y propiedades desde el punto de vista atómico y macroscópico de metales, cerámicos, polímeros y materiales compuestos, además de temas actuales tales como materiales inteligentes, biomateriales y nanomateriales. Descripción de contenidos y calendarización: TIEMPO OBJETIVOS ESPECIFICOS TEMAS Y SUBTEMAS ACTIVIDADES 1. Conocer los fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales. Sem 1 10 Ene 14 Ene Sem 2 17 Ene 21 Ene Sem 3 24 Ene 28 Ene Sem 4 2. Recordar las estructuras atómicas y tipos de enlace. 3. Conocer los tipos de estructuras cristalinas y amorfas. 4. Conocer los fenómenos de solidificación de materiales, movimientos de átomos e imperfecciones cristalinas. 5. Conocer los procesos de fabricación de metales, así como propiedades mecánicas 1.1. Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales Tipos de materiales Avances recientes y tendencias futuras Diseño y selección de materiales Estructura atómica y enlaces 2.2. Estructura atómica Tipos de enlace atómicos y moleculares Estructuras cristalinas y amorfas Redes espaciales y celdas unitarias Redes Bravais Estructuras cristalina metálicas Factor de empaquetamiento atómico Coordenadas de redes cristalinas Indices de Miller Polimorfismo o alotropía Materiales amorfos Solidificación de materiales e imperfecciones cristalinas Solidificación de metales Soluciones sólidas metálicas Imperfecciones cristalinas Técnicas para identificación de microestructuras y defectos Difusión atómica en sólidos Propiedades mecánicas de metales Proceso de fabricación de metales y Pag. 1 de5

2 31 Ene al 04 Feb Sem 5 07 Feb al 11 Feb Sem 6 14 Feb al 18 Feb Sem 7 21 Feb al 25 Feb Sem 8 28 Feb al 4 Mar básicas. 6. Conocer los mecanismos de falla de los metales. 7. Conocer las propiedades de servicio de los materiales aleaciones Tensión y deformación Ensayo de tracción y diagrama esfuerzodeformación Tensión y deformación real e ingenieril Pruebas de dureza Deformación plástica 5.8. Endurecimiento por disolución sólida Recristalización 6.1. Mecanismos de fallas de metales Tipos de fractura y pruebas de impacto Prueba Charpy 6.4. Fenómeno de fatiga Fluencia y esfuerzo de ruptura Pruebas normalizadas de investigación de materiales (soldabilidad, maquinabilidad, templabilidad) Tribología ciencia de fricción y desgaste Mecanismos de corrosión Celdas galvánicas Protección contra la corrosión Sem 9 7 Mar al 11 Mar Sem Mar al 18 Mar Sem Mar al 25 Mar Sem Mar al 1 Abr Sem 13 4 Abr al 8 Abr Sem Abr al 15 Abr 8. Conocer los tipos de aleaciones para ingeniería, sus propiedades y aplicaciones. 9. Conocer los materiales cerámicos tradicionales y de ingeniería. 10. Conocer los tipos de materiales políméricos, métodos de polimerización y propiedades. 11. Conocer los principios de construcción de materiales compuestos y sus propiedades Producción de hierro y acero Sistema hierro-carbono Microestructuras del acero al carbono Tratamientos térmicos, diagramas de transformación y cambio en microestructuras Aceros de baja aleación Aleaciones de aluminio Aleaciones de cobre Aceros inoxidables Hierros fundidos Aleaciones de magnesio, titanio y níquel Aleaciones para propósitos especiales Estructuras cristalinas de cerámicas simples El carbono y sus alótropos Procesamiento de cerámicos Cerámicos tradicionales y de ingeniería Propiedades mecánicas y térmicas Recubrimientos cerámicos Tipos de polímeros Reacciones de polimerización Cristalinidad en polímeros Termoplásticos de uso general y de ingeniería Termofijos Elastómeros Fibras para materiales compuestos Materiales compuestos en la naturaleza Materiales compuestos de matrices poliméricas, cerámicas y metálicas Procesamiento de materiales compuestos Cálculo de resistencia y módulo de materiales compuestos. 12. Biomateriales Metales en aplicaciones biomédicas Cerámicas en aplicaciones biomédicas Polímeros en aplicaciones biomédicas Compuestos en aplicaciones biomédicas Pag. 2 de5

3 Sem Abr al 22 Abr Sem Abr al 29 Abr Sem 17 2 May al 6 Mayo Semana Santa 13. Conocer los principios de la nanotecnología Introducción a la nanotecnología Propiedades físicas a la nanoescala Tipos de nanomateriales Métodos de construcción Caracterización de nanomateriales Aplicaciones de nanotecnología. 14. Conocer los métodos de selección de materiales investigación, exposición de trabajo final Métodos de selección de materiales. investigación, exposición de trabajo final. Método Pedagógico empleado : Se utilizará la filosofía de la educación personalizada para buscar la discusión y la construcción del aprendizaje con la participación de los estudiantes. El profesor es un facilitador e integrador del aprendizaje y el alumno tiene una fuerte participación y una alta responsabilidad dentro de su proceso de aprendizaje. Recursos Didácticos Exposición por parte del profesor, solución de problemas por parte del profesor, solución de problemas por parte de los alumnos, trabajos de investigación y asesorías. Fechas de exámenes: Primer parcial: Segundo Parcial: Tercer Parcial: Final: 14 de Febrero 14 de Marzo 11 de Abril 11 de Mayo a las 1 p.m. Políticas del curso 1. En todas las clases el profesor registrará asistencia de los alumnos. 2. La asistencia se registrará al inicio de cada sesión. El maestro se reservará el derecho de admitir al alumno que llega tarde; aun así le registrará la falta (retardo = falta). 3. Las tareas y trabajos sólo se aceptarán en las fechas estipuladas originalmente. 4. La presentación final deberá ser presentada al maestro 4. La calificación mínima de aprobación es 70 y se reportarán a escolar en números enteros del 1 al 100, reservando el 0 (cero) para deshonestidad intelectual. 5. Para el cálculo de las calificaciones se utilizaran los valores reales (incluyendo decimales) obtenidos en cada parcial. 6. En todas las materias del departamento la evaluación debe ser continua. No podrá asignarse calificación parcial o final en base a la entrega de un solo proyecto o examen, se deberán considerar elementos como: exámenes rápidos, tareas, participación, etc. Pag. 3 de5

4 7. Las evaluaciones deben basarse en los objetivos de aprendizaje (es decir lo que debe aprender el alumno) previamente establecidos. 8. Las calificaciones parciales deberán contener elementos de evaluación continua (exámenes rápidos, tareas, participación etc.) con un valor entre el 15 y el 30% de la calificación parcial. Políticas de Evaluación del curso: NOTA: Deberán estar alineadas a las Políticas y Reglamentos de Evaluación de alumno de acuerdo al nivel correspondiente, Profesional o Posgrado Profesor Calificación Parcial Calificación Final Investigaciones Prácticas y Examen Total 3 Trabajo Examen Total y/o tareas exámenes rápidos Parcial (100%) Parciales Final Final (100%) Dra. Laura Peña Parás 10 % 20 % 70 % 100 % 60 % 10 % 30 % 100 % Datos Generales del(de los) Profesor(es): Nombre Teléfono Ubicación Correo E Hrs. de Asesoría Dra. Laura Peña Parás Ext DIT Depto. de Ingeniería laura.pena@udem.edu.mx Jueves de 4-5pm Bibliografía básica y complementaria : Libros de Consulta: 1. Smith, W.F., Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales, McGrawHill, 2004 (4ta. edición) 2. Askelad, D.R., Phulé, P.P., The Science and Engineering of Materials, Thomson, (4ta. edición) 3. Schackelford, Introduction to Materials Science for Engineers, Prentice Hall, 1996 (4ta. edición)} 4. Hammond, C., The basics of crystallography and diffraction, Oxford University Press, Dieter, G.E., Mechanical Metallurgy, McGrawHill, 1976 (2nda. edición). 6. Avner, S.H., Introduction to Physical Metallurgy, McGrawHill, 1974 (2nda. edición). 7. Rodriguez, F., Principles of Polymer Systems, Taylor and Francis, 1996, (4ta. edición). 8. Chawla, K.K., Composite Materials, Springer Science, 1998, (2nda. edición). 9. Asyby, M.F, Ferreira, P.J., Schodek, D.L., Nanomaterials, Nanotechnology and Design, BH, Recursos de Internet: 1. An Engineering Student Survival Guide: R. M. Felder NCSU. 2. A to Z of Materials: 3. A to Z of Nanotechnology: Tabla periódica de elementos: 6. Conceptos de física: Pag. 4 de5

5 7. Base de datos de propiedades de materiales: 8. Estructuras cristalinas (Naval Research Lab): cst- 9. JOM -The Greatest Moments in Materials Science and Engineering: Why Study Materials? Firma de autorización Pag. 5 de5