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SLABO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES (Z217) 2015-3

1. DATOS GENERALES Facultad: Ingeniera Industrial y Mecnica

Carrera: Ingeniera Mecnica, Electromecnica, Aeronutica y Automotriz

Coordinador: Luis Castillo Martnez

Requisitos: ZQ01 Qumica inorgnica

Competencias: Diseo y fabricacin Nmero de crditos: 4

Nmero de horas: Horas terico-

prcticas Horas de

evaluacin

Horas trabajo autnomo reflexivo

Total

56 2 6 64

2. FUNDAMENTACIN

Desarrollar en el alumno la comprensin delos fundamentos tecnolgicos del rea de la ciencia de los materiales, as como el reconocer y comprender la naturaleza, el comportamiento y las propiedades de los materiales tradicionales y no tradicionales utilizados en la ingeniera (aleaciones hierro-carbono, materiales no metlicos, polmeros, semiconductores y compuestos), para que pueda determinar y seleccionar los materiales ms adecuados para sus diseos de ingeniera.

3. SUMILLA Evolucin de los materiales y su estructura atmica. Enlaces qumicos y estructuras cristalinas. Microscopa y cristalografa. Deformacin en las estructuras cristalinas y Deformaciones elsticas y plsticas. Solidificacin de metales y aleaciones, Transformaciones de Fases y Aleaciones Hierro-Carbono. Metales no metlicos, semiconductores y compuestos.

4. LOGRO GENERAL DE APRENDIZAJE El alumno comprende la estructura de los materiales, sus propiedades y el comportamiento de estos cuando sometidos a esfuerzos o tratamientos trmicos.

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5. UNIDADES Y LOGROS ESPECFICOS DE APRENDIZAJE

Unidad de aprendizaje 1 Estructura atmica y cristalografa

Semana 1, 2, 3 y 4

Logro especfico de aprendizaje Al final de la unidad de aprendizaje el estudiante explica la estructura atmica y cristalina de los materiales, as como los fundamentos de la Cristalografa.

Temario Evolucin de Materiales y Estructura Atmica

Introduccin al curso. Evolucin histrica. Importancia. Estructura interna de los materiales. Estructura atmica (teora clsica y cuntica).

Enlaces Qumicos y Estructuras Cristalinas Estructura molecular. Enlaces moleculares primarios y secundarios. Estructura cristalina. Celda unitaria. Retculo elemental. Redes fundamentales.

Microscopia y Cristalografa Metalografa por microscopia ptica. Metalografa por microscopia electrnica. Cristalografa. Direcciones y planos cristalogrficos. ndices de Miller.

Unidad de aprendizaje 2 Defectos y deformaciones estructurales

Semana 5, 6, 7 y 8

Logro especfico de aprendizaje Al final de la unidad de aprendizaje el estudiante explica los defectos puntuales y de superficie de las estructuras cristalinas, as como comprende la teora de deformacin plstica, utilizando un lenguaje tcnico propio de la carrera.

Temario Defectos en las Estructuras Cristalinas

Defectos puntuales (vacancias, sustitucin de tomos, tomos intersticiales), lineales (dislocaciones) y de superficie (enlaces incompletos, fronteras de granos).

Deformacin Elstica y Plstica Deformacin elstica y plstica. Diagrama de deformacin. Fluencia. Propiedades mecnicas de los materiales. Caractersticas de los materiales.

Unidad de aprendizaje 3 Transformaciones de fase y Polmeros termoplsticos

Semana 9, 10, 11 y 12

Logro especfico de aprendizaje Al final de la unidad de aprendizaje el estudiante describe los procesos de solidificacin sufren los metales y las aleaciones, las transformaciones de fases, los diagramas Fe-C y reconoce su importancia en los tratamientos trmicos.

Temario Solidificacin de Metales y Aleaciones

Diagramas de solidificacin (metales puros y mezclas).Nucleacin y crecimiento. Sistemas de Aleaciones. Aleaciones Ferrosas y No Ferrosas. Diagramas Ni-Cu.

Transformaciones de Fases Transformaciones. Transformaciones de fase en estado slido de los metales. Solubilidad en estado slido. Diagramas TTTs.

Aleaciones Hierro-Carbono y Tratamientos Trmicos Aleaciones Hierro-Carbono (productos siderrgicos). Diagramas de Fases de Sistemas Metlicos. Diagrama de fases Fe-C. Tratamientos Trmicos.

Polmeros termoplsticos Materiales no metlicos (tipos de enlaces, propiedades, clasificacin). Polmeros termoplsticos (estados y sus transiciones, propiedades, aplicaciones).

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Unidad de aprendizaje 4 Materiales no tradicionales

Semana 13 y 14

Logro especfico de aprendizaje Al final de la unidad de aprendizaje el estudiante describe las caractersticas, propiedades de los principales materiales no metlicos, semiconductores y materiales compuestos, todo ello desde el punto de vista de la ingeniera.

Temario Polmeros termoestables

Polmeros termoestables (clasificacin, estados, propiedades, aplicaciones). Materiales Semiconductores

Conductividad, donador, caractersticas electo-fsicas, foto-conduccin. Germanio y Silicio (propiedades, usos, tecnologa en circuitos integrados).

Materiales Compuestos Principios de obtencin. Exigencias a las Matrices y refuerzos. Tipos de refuerzos (partculas dispersas, fibras, refuerzos laminares). Interaccin matriz-refuerzo.

Nanomateriales (estados alotrpicos del carbono. Nanomateriales).

6. METODOLOGA Clases terico-prctica con ayuda de herramientas multimedia, uso de laboratorio especializado de la carrera, promoviendo el aprendizaje basado en evidencias. Se tratarn temas prcticos de la especialidad durante el desarrollo del curso. La interaccin con los estudiantes es permanente (dilogos, debates y resolucin de problemas), se fomentar el trabajo en equipo en el saln de clases y el aprendizaje autnomo reflexivo por medio de lecturas y/o tareas de investigacin.

7. SISTEMA DE EVALUACIN

El promedio final (PF) del curso se determina de la siguiente manera:

PF = (0.1PC1 + 0.1PC2 + 0.2PC3 + 0.2PL + 0.4EF)

Donde: PC1 es una prctica grupal de 4 estudiantes. PC2 y PC3 son prcticas calificadas individuales. PL es promedio de laboratorios (LC1+LC2+LC3)/3 EF es Examen Final

Nota: Slo se podr rezagar el Examen Final.

El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso.

No se elimina ninguna prctica calificada.

La nota mnima aprobatoria es 12 (doce).

Las prcticas calificadas evalan conocimientos de clases (16ptos) y de los trabajos autnomos (04ptos). Las prcticas tienen una pregunta referente al trabajo autnomo.

En el caso de que un alumno no rinda una prctica calificada (PC) y, por lo tanto, obtenga NS, esta es reemplazada con la nota que se obtenga en el examen final o de rezagado. En caso de que el alumno tenga ms de una prctica calificada no rendida, solo se reemplaza la prctica calificada de mayor peso. No es necesario que el alumno realice trmite alguno para que este remplazo se realice.

8. FUENTES DE INFORMACIN

Bibliografa base: ASKELAND, D. Ciencia e Ingeniera de los Materiales. Editorial Paraninfo

S.A, Mxico, 2008.

SMITH, W. Fundamentos de Ciencia e Ingeniera Materiales. Editorial McGraw-Hill, 2006.

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9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Unidad de aprendizaje

Semana Tema Actividades y Evaluaciones

Unidad 01 Estructura Atmica

y Cristalografa

01 Evolucin de materiales y estructura atmica

Dialogo sobre la aplicacin e importancia de la ciencia de los materiales

02

Enlaces qumicos y estructuras cristalinas

Tarea: Trabajo autnomo 1

03

Microscopa y Cristalografa Lab.1 (Grupo A): Determinar el ndice de tamao de grano

Lab.1 (Grupo A)

04 Lab.1 (Grupo B): Determinar el ndice de tamao de grano Practica calificada 1

Lab.1 (Grupo B) Prctica calificada 1

Unidad 02 Defectos y

Deformaciones estructurales

05 Defectos en Estructuras Cristalinas

Mapa mental: Defectos en estructuras cristalinas

06 Deformacin Elstica y Plstica

Tarea: Trabajo autnomo 2

07

Revisin de casos Lab.2 (Grupo A): Ensayo de Dureza de Rockwell

Rally de problemas: Resolucin de problemas

Lab.2 (Grupo A)

08 Lab.2 (Grupo B): Ensayo de Dureza de Rockwell Practica calificada 2

Lab.2 (Grupo B) Prctica calificada 2

Unidad 03 Transformaciones

de Fases y

Polmeros termoplsticos

09

Solidificacin de Metales y Aleaciones Transformaciones de Fases

Maneja diagramas de fases para aleaciones

10 Aleaciones Hierro-Carbono y Tratamientos Trmicos

Maneja diagramas TTT Tarea: Trabajo autnomo 3

11

Polmeros termoplsticos Lab.3 (Grupo A): Muestras ferrosas y no ferrosas

Lab.3 (Grupo A)

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Lab.3 (Grupo B): Muestras ferrosas y no ferrosas Practica calificada 3

Lab.3 (Grupo B) Prctica calificada 3

Unidad 04

Materiales no tradicionales

13 Polmeros termoestables Materiales Semiconductores

Cuadro comparativo entre los diferentes tipos de materiales

14 Materiales Compuestos Nanomateriales

Dialogo sobre la utilidad de los conocimientos adquiridos en el curso

15 EXAMEN FINAL 16 EXAMEN DE REZAGADO

Nota. El trabajo autnomo reflexivo comprende las siguientes actividades: Actividad Semana Horas

Investigar cmo funcionan los microscopios metalogrficos 2 2

Investigar que otros ensayos se usan para medir dureza de materiales 6 2

Investigar porque ciertos elementos reciben tratamiento trmico 10 2

FECHA DE ACTUALIZACIN: 01/07/2015