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Fichas de asignaturas 2014-15


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    

 

Si desea visionar el/los fichero/s referente/s al cronograma sobre el número de horas de los estudiantes pulse sobre su nombre:

 

Recomendaciones

Se recomiendan conocimientos básicos de Matemáticas, y generales de Física y
Química. Por ello se recomienda haber superado las asignaturas de Cálculo, Física
I y Química I y estar cursando la asignatura de Química II

 

Profesorado

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 al que pertenece la asignatura, entre las que el profesorado podrá indicar las relacionadas con la asignatura.

Identificador Competencia Tipo
CB2 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vacación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio BÁSICA
CB3 Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética BÁSICA
CB4 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado BÁSICA
CB5 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía BÁSICA
CE11 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
CE35 Realizar estudios bibliográficos y sintetizar resultados ESPECÍFICA
CG1 Capacidad de análisis y síntesis. GENERAL
CG2 Capacidad para comunicarse con fluidez de manera oral y escrita en la lengua oficial del título. GENERAL
CG4 Capacidad para la gestión de datos y la generación de información /conocimiento. GENERAL
CG5 Capacidad para la resolución de problemas. GENERAL
CG7 Capacidad para trabajar en equipo. GENERAL
CG9 Capacidad de aprendizaje autónomo para emprender estudios posteriores y para el desarrollo continuo profesional. GENERAL

 

Resultados Aprendizaje

Identificador Resultado
R63 Describir la estructura, propiedades de los principales materiales de ingeniería.
R65 Describir la metodología para la realización de ensayos de materiales y aplicarla. Interpretar las medidas obtenidas en dichos ensayos.
R66 Describir los tratamientos de materiales más comunes en la industria.
R62 Emplear adecuadamente la terminología básica de la asignatura
R67 Explicar las interrelaciones entre procesado, estructura, propiedades y función de los materiales.
R64 Explicar y calcular, usando diagramas, esquemas y expresiones, los valores de las principales propiedades 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 generales (en especial mecánicas) y
ensayos de materiales.

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

· Principales materiales de ingeniería y
aplicaciones.

30 CB2 CB3 CE11 CG1 CG4
02. Prácticas, seminarios y problemas
1- Resolución de problemas, realización de
cálculos y análisis de datos, y la toma de
decisiones para el aprendizaje y autoaprendizaje
del alumnado en aspectos relacionados con los
contenidos de la asignatura.
2- Presentaciones orales de los alumnos y debates
de determinados apartados de los temas.
Alguna de la documentación tratada durante estas
actividades será tratada y manejada en inglés
siguiendo la iniciativa propuesta en el proyecto
“Incorporación Progresiva de Actividades en
Lengua Inglesa en el Grado en Ingeniería
Química”, actuación avalada para la mejora
docente, formación del profesorado y difusión de
los resultados.
12 CB3 CB4 CE35 CG1 CG2 CG4 CG5 CG7
04. Prácticas de laboratorio
- Relación procesado-propiedades
mecánicas-microestrucutura del acero F-114 u
otras aleaciones mediante
· tratamientos térmicos,
· ensayos mecánicos,
· estudios materialográficos.
12 CB3 CG2 CG4 CG7 CG9
08. Teórico-Práctica
ESTUDIOS DE MATERIALES: estudio detallado de
materiales de ingeniería y materiales funcionales
de especial relevancia.
Resolución de 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 de piezas
industriales, la selección de materiales y de su
procesado.
6 CB2 CB3 CB5 CE11 CG1 CG4 CG5 CG7 CG9
10. Actividades formativas no presenciales
.Estudio personal.
- Cuestionarios de autoevaluación a través del
campus virtual
- Resolución de casos prácticos
.Trabajos en grupo:
- Elaboración de una documentación para
prácticas
- Resolución de casos prácticos en clase
- Desarrollo conceptual de diseño de
materiales para su aplicación en el entorno
industrial
- Preparación de exposiciones orales sobre
contenidos de la asignatura apoyados en
transparencias desarroladas o a través de mapas
conceptuales.
- Realización de un glosario de la asignatura
con términos en español e inglés (actividad
enmarcada dentro del proyecto “Incorporación
Progresiva de Actividades en Lengua Inglesa en el
Grado en Ingeniería Química”,actuación avalada
para la mejora docente, formación del profesorado
y difusión de los resultados.

65 CB3 CE11 CE35 CG1 CG4 CG5 CG7 CG9
11. Actividades formativas de tutorías
- Tutorías personalizadas
- Tutorías en grupo
- Tutorías virtuales y participación en foros de
consulta
3
12. Actividades de evaluación
- Cuestionarios on-line de control de la
asimilación de los contenidos.
- Tres pruebas parciales eliminatorias que
muestren la capacidad de resolución de problemas
y casos prácticos, ejemplos de aplicación
práctica, casos prácticos y aprendizaje de
conceptos fundamentales
- Autoevaluación, por el profesor y evaluación
por pares de la exposición del responsable de
prácticas.
- Evaluación por pares y por el profesor de las
exposiciones orales

12
13. Otras actividades
ACTIVIDADES DE GRUPOS DE TRABAJO:
- Estudio de ejemplos de aplicación práctica
- Exposiciones orales de contenidos expecíficos
de la asignatura
- Resolución de trabajos de Selección de
Materiales
- Realización del esquema básico de prácticas
- Realización del informe de prácticas
- Evaluación de la documentación preparada y la
guia del resposable de cada práctica específica.
10 Reducido

 

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 (para los distintos bloques de la
asignatura), 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 conjunto
de las pruebas parciales y/o el examen final con una calificación mínima de 5/10
para aprobar la asignatura.

La evaluación continua constará de tres pruebas parciales (eliminatorias),
cuestionarios on-line, entrega de ejercicios y casos prácticos, exposición oral
de contenidos de la asignatura, realización satisfactoria de prácticas de taller,
entrega de un informe de prácticas y  superación de un examen de las mismas.

La evaluación continua comprenderá el seguimiento del trabajo personal del alumno
por medio de todos o algunos de los siguientes procedimientos: controles escritos
y tipos test a través del campus virtual, memorias de laboratorio, actividades
académicas 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.

Las pruebas parciales serán eliminatorias, el bloque de contenidos de cada prueba
parcial se considerará superado si el alumno obtiene un mínimo de 5,0 en esa
prueba. En el caso de que se obtenga una calificación entre 3,5 y 5, el bloque no
quedará aprobado, pero el alumno podrá acogerse todavía al sistema de evaluacion
continua, y hacer media con las otras pruebas. En cualquier caso deberá obtener
una media general de 5,0. Una vez que la prueba escrita esté superada, se hará
media con el resto de actividades para calificar finalmente la asignatura. El
alumno que no supere el 3,5 realizará el examen final con todos los contenidos.
La tercera prueba coincidirá con el dia de la convocatoria oficial para la prueba
final.

El sistema de eliminación de contenidos solo se mantendrá para la convocatoria de
febrero.

 

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
CB5 CE11 CG4 CG5
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. Autoevaluación por parte de los alumnos de la exposición realizada.
  • Profesor/a
  • Autoevaluación
  • Evaluación entre iguales
CB4 CE11 CE35 CG2 CG4 CG7
EF. Examen Final. Prueba final de conocimientos teórico-prácticos.
  • Profesor/a
CB2 CB5 CE11 CG1 CG5
EP. Pruebas parciales de seguimiento del conocimiento que se adquiera durante el curso 2 pruebas parciales escritas que se evaluarán junto a una 3ª realizada el dia del examen final.
  • Profesor/a
PT.0. Elaboración de una documentación básica para las prácticas de taller y guia coordinada de los ensayos La actividad comienza unas 3 ó 4 semanas antes de la primera sesión de prácticas de taller. El grupo de prácticas dividirá entre sus componentes la realización de una documentación básica y su exposición en las sesiones prácticas. Esta breve descripción se apoyará en la documentación colgada en el campus virtual a los alumnos y reportará lo que deben conseguir con las prácticas docentes de la asignatura, es decir será el protocolo de operación. El profesor responderá a todas las dudas que vayan surgiendo en los grupos a través de un foro en el campus virtual. Evaluación en dos etapas: • Evaluación por iguales: los miembros de cada grupo reciben de sus respectivos compañeros la documentación esquemática de los aspectos claves del desarrollo de la prácticas, y evalua las guias recibidas de los otros componentes además de su exposición en las sesiones prácticas. Además cada aumno autoevaluará el trabajo preparado y su exposición. • Evaluación de los profesores
  • Profesor/a
  • Autoevaluación
  • Evaluación entre iguales
CB4 CE11 CG2 CG4 CG7
PT.1. Assistencia a prácticas y participación Revisión de hojas de control de asistencia. La realización de prácticas de laboratorio es obligatoria y sólo se permitirá la ausencia a una sesión bajo causas debidamente justificadas. La realización de estas prácticas de laboratorio quedan convalidadas para los alumnos de segunda matrícula que hayan aprobado las prácticas en el curso anterior, sin embargo y a criterio de los profesores de la asignatura, puede pedirse a los alumnos que repitan alguna práctica en concreto o el examen de las mismas para mejorar la nota obtenida en su momento.
  • Profesor/a
PT.2. Realización del informe de prácticas. Revisión crítica del informe (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. - los profesores corrigen el informe escrito de prácticas.
  • Profesor/a
  • Autoevaluación
CE11 CE35 CG2 CG4 CG9
PT.3. Realización de prueba de las prácticas durante o posteriormente a su desarrollo Los alumnos podrán someterse a las cuestiones de los profesores para evaluar el entendimiento y los resultados del aprendizaje tras cada sesión. En cualquier caso realizarán una prueba escrita (o a través del campus virtual)de los contenidos de la misma.
  • Profesor/a
CB5 CE11 CG4

 

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 eliminatorias (EP)
· 10% - Prácticas de taller (PT), informe y cuestionario de prácticas.
· 20% - Actividades de evaluación continua y de seguimiento de la asignatura
(AEC) (exposiciones orales y entrega de casos prácticos resueltos sobre el diseño
materiales).

 

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.

_______________________________________________________
        
CB2 CB3 CB4 CB5 CE11 CE35 CG1 CG4 CG5 CG7 CG9 R63 R66 R62 R67
            BLOQUE CONTENIDOS 2. Propiedades mecánicas y estructura interna de los materiales. Ensayos. Comportamiento a alta
temperatura: difusión y termofluencia.
•  Estructuras cristalinas: Estructuras cristalinas, Polimorfismo y alotropía, Orden atómico en materiales no
cristalinos

•  Imperfecciones cristalinas

•  Propiedades mecánicas básicas: Deformación elástica, Deformación plástica, Ensayo de tracción, Dureza

•  Rotura :Fractura, Ensayos de impacto. Transición dúctil-frágil, Fatiga, Termofluencia
_______________________________________________________
        
CB2 CB3 CB5 CE11 CE35 CG1 CG4 CG5 CG9 R63 R62 R67 R64
            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).
________________________________________________
        
CB2 CB3 CB5 CE11 CE35 CG1 CG4 CG5 CG9 R66 R62 R67 R64
            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.

•  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.
_______________________________________________________
        
CB2 CB3 CB5 CE11 CE35 CG1 CG4 CG5 CG7 CG9 R63 R66
            BLOQUE CONTENIDOS 5. SELECCIÓN DE MATERIALES
•       Proceso de selección de materiales.
•       Mapas de selección de materiales
•       Ejemplos de selección
        
CB2 CB3 CB5 CE11 CE35 CG4 CG5 CG7 CG9 R63 R67 R64
            PRÁCTICAS DE TALLER. Relación procesado - propiedades mecánicas - microestrucutura del acero F-114 u otras
aleaciones mediante
· tratamientos térmicos,
· ensayos mecánicos,
· estudios materialográficos.
        
CB2 CB3 CB5 CE11 CG1 CG2 CG4 CG5 CG7 CG9 R63 R65 R67 R64

 

Bibliografía

Bibliografía Básica

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

2) La Ciencia e Ingeniería de los Materiales, D.R.Askeland., THOMSON PARANINFO, 2001

3) Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales.  W.F.Smith, MCGRAW-HILL / INTERAMERICANA DE MEXICO, 2006

 

Bibliografía Específica

1) 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

2) 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

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

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

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

4) 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. En aplicación de la Ley 3/2007, de 22 de marzo, para la igualdad efectiva de mujeres y hombres, así como la Ley 12/2007, de 26 de noviembre, para la promoción de la igualdad de género en Andalucía, toda alusión a personas o colectivos incluida en este documento estará haciendo referencia al género gramatical neutro, incluyendo por lo tanto la posibilidad de referirse tanto a mujeres como a hombres.