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Fichas de asignaturas 2012-13


CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES

Asignaturas
 

  Código Nombre    
Asignatura 40210014 CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES Créditos Teóricos 4,5
Título 40210 GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA Créditos Prácticos 3
Curso   2 Tipo Obligatoria
Créd. ECTS   6    
Departamento C128 CIENCIA DE LOS MATERIALES E INGENIERIA METALURGICA Y QUIMICA INORGANICA    

 

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Recomendaciones

Se recomiendan conocimientos básicos de Matemáticas, y generales de Física y
Química.

 

Profesores

Nombre Apellido 1 Apellido 2 C.C.E. Coordinador  
Teresa Ben Fernández Profesora Contratada Doctora S
Rafael García Roja Catedratico de Universidad N

 

Competencias

Se relacionan aquí las competencias de la Materia/módulo o título a que pertenece la asignatura, entre las que el profesor podrá indicar las relacionadas con la asignatura.

Identificador Competencia Tipo
C3 Enunciar los fundamentos de ciencia, tecnología y química de materiales. Exponer la relación entre la microestructura, la síntesis o procesado y las propiedades de los materiales. ESPECÍFICA
D1 Realizar estudios bibliográficos y sintetizar resultados ESPECÍFICA
T1 Capacidad de análisis y síntesis. GENERAL
T10 Capacidad de aprendizaje autónomo para emprender estudios posteriores y para el desarrollo continuo profesional. GENERAL
T3 Capacidad para comunicarse con fluidez de manera oral y escrita en la lengua oficial del título. GENERAL
T5 Capacidad para la gestión de datos y la generación de información /conocimiento. GENERAL
T6 Capacidad para la resolución de problemas. GENERAL
T8 Capacidad para trabajar en equipo. GENERAL

 

Resultados Aprendizaje

Identificador Resultado
R1 R1. Emplear adecuadamente la terminología básica de la asignatura
R2 R2. Describir la estructura, propiedades, uso y aplicaciones comerciales de los principales materiales de ingeniería.
R3 R3. Explicar y calcular, usando diagramas, esquemas y expresiones, los valores de las principales propiedades de los materiales.
R4 R4. Describir la metodología para la realización de ensayos de materiales y aplicarla. Interpretar las medidas obtenidas en dichos ensayos.
R5 R5. Describir los tratamientos de materiales más comunes en la industria.
R6 R6. Explicar las interrelaciones entre procesado, estructura, propiedades y función de los materiales.

 

Actividades formativas

Actividad Detalle Horas Grupo Competencias a desarrollar
01. Teoría
En las sesiones de teoría se alternan lecciones
magistrales con el aprendizaje basado en
problemas, el estudio de casos, y otras
metodologías de aprendizaje cooperativo, para el
desarrollo de los siguientes contenidos mínimos:

· Introducción a la Ciencia e Ingeniería de
Materiales: Fundamentos de Ciencia, Tecnología y
Química de materiales.

· Estructura, disposición y movimiento de los
átomos.

· Propiedades mecánicas y ensayos de materiales.

· Relación propiedades – microestructura –
síntesis/procesado – función.

· Principales materiales de ingeniería y
aplicaciones.

30 C3 T1 T10 T5 T6 T8
02. Prácticas, seminarios y problemas
1- Resolución de problemas y casos prácticos para
el análisis de situaciones, realización de
cálculos y análisis de datos, y la toma de
decisiones en aspectos relacionados con el diseño
y dimensionamiento de piezas industriales, la
selección de materiales y de su procesado.
2- Presentaciones orales de los alumnos y debates
de determinados apartados de los temas.
12 D1 T1 T10 T3 T5 T6
04. Prácticas de laboratorio
- Relación procesado-propiedades
mecánicas-microestrucutura del acero F-114 u
otras aleaciones mediante
· tratamientos térmicos,
· ensayos mecánicos,
· estudios materialográficos.
12 C3 D1 T1 T10 T3 T5 T6 T8
08. Teórico-Práctica
ESTUDIOS DE MATERIALES: estudio detallado de
materiales de ingeniería y materiales funcionales
de especial relevancia.
6 D1 T1 T10 T3
10. Actividades formativas no presenciales
Estudio personal.
65 D1 T1 T10 T5 T6
11. Actividades formativas de tutorías
- Tutorías personalizadas
- Tutorías en grupo
- Tutorías virtuales y participación en foros de
consulta
3 C3 T1 T3 T6
12. Actividades de evaluación
EVALUACIÓN CONTINUA (10 horas)
- Cuestionarios on-line de control de la
asimilación de los contenidos.
- Tres pruebas que muestren la capacidad de
resolución de problemas, ejemplos de aplicación
práctica y aprendizaje de conceptos fundamentales

INFORME DE AUTOEVALUACIÓN Y SEGUIMIENTO y
CUESTIONARIOS DE REFLEXIÓN DEL ESFUERZO (2 horas)
12 C3 D1 T1 T10 T5 T6
13. Otras actividades
ACTIVIDADES DE GRUPOS DE TRABAJO:
- Estudio de ejemplos de aplicación práctica
- Resolución de trabajos de Selección de
Materiales
- Realización del esquema básico de prácticas
- Realización del informe de prácticas
- Evaluación de guiones e informes de prácticas
de otros compañeros.
10 Reducido C3 D1 T3 T5 T6 T8

 

Evaluación

Criterios Generales de Evaluación

La adquisición de competencias se valorará a través de diversos procedimientos de
evaluación junto al examen final con cuestiones sobre los contenidos teóricos y
prácticos y/o a través de evaluación continua, tal y como se recoge en el
apartado 5.3 de la Memoria del Grado en Ingeniería Química de la Universidad de
Cádiz. El alumno debe superar el examen final con una calificación mínima de
5/10.

La evaluación continua comprenderá el seguimiento del trabajo personal del alumno
por medio de todos o algunos de los siguientes procedimientos: controles
escritos, memorias de laboratorio, actividades dirigidas, participación en el
aula y tutorías. Se aplicará el sistema de calificación que se recoge en el
apartado 5.3 de la memoria, teniendo en cuenta criterios tales como actualidad,
adecuación, claridad, coherencia, integración, justificación, organización,
precisión, relevancia, etc.

 

Procedimiento de Evaluación

Tarea/Actividades Medios, Técnicas e Instrumentos Evaluador/es Competencias a evaluar
AEC.1. Cuestionarios, actividades en grupo, estudios de los principales materiales de ingeniería y aplicaciones, actividades e evaluación entre iguales y autoevaluación. Se hará uso del campus virtual para cuestionarios de corrección automática, cuestionarios escritos tipo test y de respuesta corta.
  • Profesor/a
  • Autoevaluación
  • Evaluación entre iguales
C3 D1 T1 T10 T3 T6
AEC.2. Evaluación de las presentaciones orales de temas específicos Evaluación por parte del profesor y evaluación por iguales de las presentaciones orales de temas específicos
  • Profesor/a
  • Autoevaluación
  • Evaluación entre iguales
T1 T10 T3 T5 T8
EF. Examen Final. Prueba final de conocimientos teórico-prácticos.
  • Profesor/a
C3 T1 T3 T6
EP. Pruebas parciales de seguimiento del conocimiento que se adquiera durante el curso 3 pruebas escritas que se evaluarán junto al examen final
  • Profesor/a
C3 T1 T3 T6
PT.0. Elaboración de una documentación esquemática básica para las prácticas de taller. La actividad comienza unas 3 ó 4 semanas antes de la primera sesión de prácticas de taller. Partiendo de una breve descripción sobre lo que deben conseguir con las prácticas docentes de la asignatura y la documentación colgada en el campus virtual los alumnos deben redactar el protocolo de operación. El profesor irá respondiendo a las dudas de los grupos a través de un foro en el campus virtual. Evaluación en dos etapas: • Evaluación por iguales: los miembros de los otros grupos revisan y evaluan la documentación esquemática de los aspectos claves del desarrollo de la prácticas, y se los envía en el plazo de 1 semana. Cada grupo dispone de otra semana para mejorarlo antes de la evaluación del profesor. • Evaluación de los profesores
  • Profesor/a
  • Evaluación entre iguales
D1 T10 T8
PT.1. ASISTENCIA a Prácticas y Participación activa. Revisión de hojas de control de asistencia. La asistencia es requisito indispensable para aprobar la asignatura.
  • Autoevaluación
C3 T10 T5 T6 T8
PT.2. Realización del informe de prácticas. Revisión crítica del informe individual (y de las cuestiones planteadas) entregado en formato físico o preferentemente electrónico: análisis de contenidos, referencias, documental, de formatos y cotejo entre informes. El informe se realiza en grupos reducidos y se evalúa - autoevaluación: cada miembro del grupo evalúa de forma crítica su participación y expresión oral. - entre iguales: cada miembro del grupo evalúa al resto de compañeros en lo que respecta a participación y expresión oral. - los profesores corrigen el informe escrito de prácticas.
  • Profesor/a
  • Autoevaluación
  • Evaluación entre iguales
C3 D1 T1 T10 T5 T6 T8
PT.3. Exposición oral de los resultados de las prácticas durante su desarrollo Los grupos realizarán una exposición comentando los resultados obtenidos, relacionándolos con los fundamentos teóricos, e indicando las posibles incidencias encontradas. Se someterán a las cuestiones de los profesores para evaluar el entendimiento y los resultados del aprendizaje.
  • Profesor/a
C3 T10 T3 T5 T8

 

Procedimiento de calificación

La nota final de la asignatura será una media ponderada de las actividades de
evaluación que se realicen y que los profesores consideren para su puntuación,
teniendo en cuenta la siguiente ponderación:
· 70% - Examen final (EF) o pruebas parciales (EP)
· 10% - Prácticas de taller (PT), exposición oral de resultados y cuestionarios
de prácticas
· 20% - Actividades de evaluación continua y de seguimiento de la asignatura (AEC)

 

Descripcion de los Contenidos

Contenido Competencias relacionadas Resultados de aprendizaje relacionados
            BLOQUE CONTENIDOS 1. Ciencia e Ingeniería de Materiales. Fundamentos de Ciencia, Tecnología y Química de materiales.

•   Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales.

•  Propiedades de los materiales.

•  Clasificación de los materiales y su procesado

•  Materiales y diseño industrial

•  Materiales y el medioambiente: Ecodiseño.

•  El precio y la disponibilidad de los materiales

•  Fundamentos de Química de Materiales.
_______________________________________________________
        
C3 T1 R1 R5 R6
            BLOQUE CONTENIDOS 2. Propiedades mecánicas y estructura interna de los materiales. Ensayos. Comportamiento a alta
temperatura: difusión y termofluencia.
•  La rigidez y el módulo elástico: el peso y la densidad.

•  Factores estructurales que determinan la rigidez y la densidad:
o  El enlace atómico
o  Empaquetamiento atómico en sólidos.

•  Resistencia, límite elástico, cedencia y ductilidad.

•  Factores estructurales que determinan la resistencia y el comportamiento plástico:
o  La fuerza de enlace atómico
o  Imperfecciones cristalinas
o  Las dislocaciones y el flujo plástico.

•  Ensayos de tracción y de dureza.

-- O --

•  Fractura y tenacidad.

•  Factores estructurales que determinan la tenacidad.

•  Ensayos de impacto.

•  Fallo por fatiga.

•  Ensayos no destructivos.

-- O --

•  Comportamiento de materiales a alta temperatura:
o  Dependencia de las propiedades con la temperatura
o  La difusión en sólidos
o  Termofluencia.
_______________________________________________________
        
C3 T1 T5 T6 R1 R2 R3 R4 R6
            BLOQUE CONTENIDOS 3. Control de propiedades mecánicas y microestructura.

•  Mecanismos de endurecimiento en policristales.
o  Endurecimiento por trabajo en frío o acritud.
o  Otros mecanismos de endurecimiento: por solución sólida, por formación de precipitados y por reducción del
tamaño de grano.
o  Recuperación. Recristalización. Crecimiento de granos.

•  Diagramas de fases.
o  Definición y conceptos fundamentales.
o  Diagramas de fases de sistemas isomórficos binarios.
o  Solidificación en condiciones de equilibrio y de no equilibrio.
o  Diagramas de fases de sistemas eutécticos binarios.
o  Reacciones eutectoide, peritéctica, peritectoide y monotéctica.
o  Diagramas de equilibrio con fases o compuestos intermedios.
o  Diagrama de fase del sistema Fe-C.

•  Transformaciones de fase.
o  Cinética de reacciones en estado sólido.
o  Diagramas de transformación isotérmica (TTT).
o  Transformaciones isotermas de aceros eutectoides.
o  Transformaciones de austenita a perlita, bainita, esferoidita y martensita.
o  Transformaciones isotermas de aceros no eutectoides.
o  Propiedades mecánicas de los aceros según las fases presentes.
o  Diagramas de transformación de enfriamiento continuo (TEC).
________________________________________________
        
C3 T1 R1 R5 R6
            BLOQUE CONTENIDOS 4. Materiales de ingeniería: propiedades y aplicaciones.
•  Materiales metálicos.
o  Clasificación.
o   Procesado: conformación metálica, tratamientos térmicos, mecanismo de endurecimiento por formación de
precipitados.
o  Aleaciones de Aluminio.
o  Aleaciones de Cobre.

•  Materiales cerámicos.
o  Clasificación.
o  Generalidades.
o  Enlace y estructura. Defectos e impurezas. Microestructura.
o  Propiedades mecánicas: módulo de elasticidad, resistencia a la fractura y resistencia al choque térmico.
o  Aplicaciones.
o  Procesado.

•  Materiales poliméricos.
o  Estructura. Peso molecular y cristalinidad.
o  Clasificación.
o  Polimerización.
o  Propiedades mecánicas y termomecánicas: comportamiento esfuerzo-deformación, fusión y transición vítrea,
viscoelasticidad.
o   Deformación y endurecimiento en termoplástico y termoestables.
o  Aplicaciones.
o  Procesos de transformación.

•  Materiales compuestos.
o  Definición.
o  Terminología.
o  Clasificación.
o  Reforzamiento por fibras: Módulo de elasticidad, resistencia, longitud crítica de fibra, tenacidad.
o   Reforzamiento por partículas.
o  Compuestos estructurales.
_______________________________________________________
        
T1 R2
            PRÁCTICAS DE TALLER. Relación procesado - propiedades mecánicas - microestrucutura del acero F-114 u otras
aleaciones mediante
· tratamientos térmicos,
· ensayos mecánicos,
· estudios materialográficos.
        
D1 T1 T10 T3 T5 T6 T8 R1 R2 R3 R4 R6

 

Bibliografía

Bibliografía Básica

   
Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. (vol. I y II)
W.D.Callister
REVERTÉ, Barcelona, 2007.

 
   
La Ciencia e Ingeniería de los Materiales.
D.R.Askeland.
THOMSON PARANINFO, 2001.
   
Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales.
W.F.Smith,
MCGRAW-HILL / INTERAMERICANA DE MEXICO, 2006
   

 

Bibliografía Específica

   
Materiales para ingeniería 1: introducción a las propiedades, las aplicaciones y el diseño
De Ashby, Michael F. Y Jones, David R. H.
Ed. Reverte, 2008
 
   
Materiales para ingeniería 2: introducción a la microestructura, el procesamiento y el diseño
De Ashby, Michael F. Y Jones, David R. H.
Ed. Reverte, 2009
 
   

 

Bibliografía Ampliación

 

Materials: Engineering, Science, Processing and Design. M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon. ELSEVIER, 2010

Materials and the Environment: eco-informed material choice. M. Ashby, Butterworth-Heinemann, 2009

 Materials and design : the art and science of material selection in product design, M. F. Ashby and K. Johnson, Butterworth-Heinemann, 2010

Materials Science and Engineering, an introduction, W.D.Callister and D. G. Rethwisch, 8ª ed. John Wiley and Sons, Inc. (2010).


Además se detallará en las clases a lo largo del curso:

- otros textos o monografías específicas

- artículos científico-técnicos

- normas de ensayo internacionales

 

El presente documento es propiedad de la Universidad de Cádiz y forma parte de su Sistema de Gestión de Calidad Docente.