UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTNFACULTAD DE INGENIERA DE PROCESOSESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA DE MATERIALESDEPARTAMENTO ACADMICO DE INGENIERA DE MATERIALES

SILABUS 2011 2 Semestre

1. DATOS GENERALES:

Nombre de AsignaturaCIENCIA DE MATERIALES

Ao de EstudiosSEGUNDO

Nmero de Horas24 ( dos grupos)

Pre requisito24 crditos

DuracinSEMESTRAL

DocenteIng. Vctor Benavides Paredes

DocenteIng. Juan Carlos Negrn Lpez

2. EXPOSICION DE MOTIVOS:

El presente curso se desarrolla en el cuarto semestre del segundo ao de la Escuela profesional de Ingeniera de Materiales

El concepto de ciencia de materiales est determinado por los fundamentos que constituyen la base cientfica para poder desarrollar posteriormente la ingeniera de materiales, estos conceptos fundamentales han crecido con los aportes de diferentes disciplinas como son la fsica, la qumica, las matemticas, y muchas otras, estando dentro de la formacin del ingeniero de materiales tanto la ciencia de materiales como la ingeniera de materiales, es que se hace necesario ver la presente asignatura, en forma integral, desde el punto de vista de cada tipo de material, describindolo, caracterizndolo, reconociendo su estructura, sus propiedades, cambiar las estructuras del mismo y predecir las nuevas propiedades de estos materiales para poder luego aplicar la ingeniera de materiales dando el uso adecuado a cada uno de estos tipos de materiales, hacindose indispensable la presente asignatura para los alumnos de pregrado de la Escuela Profesional de Ingeniera de Materiales.

Todo lo cual orienta al estudiante para el conocimiento adecuado de la ciencia de materiales y de la diferenciacin con la ingeniera de materiales

3. OBJETIVOS:

3.1. Objetivos Generales.

- El objetivo principal de la asignatura es proporcionar al estudiante de la escuela profesional de Ingeniera de materiales una perspectiva amplia y general de la Ciencia de Materiales.

3.2. Objetivos Especficos.

Identificar los diferentes tipos de materiales, que existen

Reconocer las caractersticas propias de cada tipo de material

Seleccionar los diferentes tipos de materiales por aplicacin y propiedades

Conocer los fundamentos cientficos que gobiernan el comportamiento de los materiales, para la modificacin de los mismos y la aplicacin de estos nuevos materiales

Alcanzar un entendimiento adecuado de los fenmenos qumicos, fsicos y qunticos para el adecuado entendimiento de la ciencia de materiales

4. SUMILLA:

Fundamentos de la constitucin Cristalina de los materiales cermicos, metlicos y cristalinidad en polmeros. Estructuras de los slidos cristalinos. Estructuras de los slidos no cristalinos -Imperfecciones en slidos, difusin, propiedades y comportamientos elctrico, magnticos, pticos, trmicos y sonoros de los materiales - Introduccin a la fsica del estado solid: fundamentos de mecnica quntica mecnica estadstica, materiales electrnicos, semiconductores, dielctricos, superconductividad en materiales propiedades de friccin adhesin y desgaste en materiales

5. CONTENIDO TEMTICO: TEORA Y TEORICO PRCTICO:

Captulo I IntroduccinHoras%Fecha

1.1. El mundo de los materiales11%26/09/2011

1.1.2. Ciencia e ingeniera de materiales12%26/09/2011

1.1.3. Tipos de materiales13%27/09/2011

1.1.4. De la estructura a las propiedades14%27/09/2011

1.1.5. Procesado de materiales15%28/09/2011

1.1.6. Seleccin de materiales16%28/09/2011

1.2. El enlace atmico17%03/10/2011

1.2.1. Estructura atmica18%03/10/2011

1.2.2. El enlace inico, covalente, metlico y secundario 19%04/10/2011

1.2.3. Fusin y fisin nuclear 110%04/10/2011

Captulo II Fsica de la materia condensada

2.1 Introduccin a la Fsica del estado solid111%05/10/2011

2.2 Mecnica quntica 112%05/10/2011

2.3 Mecnica estadstica113%10/10/2011

2.4. Estructura cristalina114%10/10/2011

2.4.1.Los sistemas y las redes cristalinas216%11/10/2011

2.4.2 Estructuras metlicas218%12/10/2011

2.4.3. Estructuras cermicas220%17/10/2011

2.4.4. Estructuras polimricas222%18/10/2011

2.4.5. Estructuras semiconductoras224%19/10/2011

2.4.6. Posiciones, direcciones y planos de la red125%24/10/2011

2.4.7. Difraccin de rayos X126%24/10/2011

2.5. Defectos cristalinos y estructura no cristalina228%25/10/2011

2.5.1. La solucin slida: imperfeccin qumica230%26/10/2011

2.5.2. Defectos puntuales: imperfecciones de dimensin cero232%31/10/2011

2.5.3. Defectos lineales o dislocaciones: imperfecciones unidimensionales234%01/11/2011

2.5.4. Defectos de superficie: imperfecciones bidimensionales135%02/11/2011

2.5.5. Slidos no cristalinos: imperfecciones tridimensionales136%02/11/2011

2.6. Difusin

2.6.1. Procesos trmicamente activados137%07/11/2011

2.6.2. Produccin trmica de defectos puntuales138%07/11/2011

2.6.3. Defectos puntuales y difusin en estado slido139%08/11/2011

2.6.4. Difusin en estado estacionario140%08/11/2011

2.6.5. Caminos alternativos para la difusin141%09/11/2011

Captulo III. Propiedades de los Materiales

3.1. Propiedades Mecnicas

3.1.1. Tensin frente a deformacin142%09/11/2011

3.1.2. Deformacin elstica143%14/11/2011

3.1.3. Deformacin plstica144%14/11/2011

3.1.4. Dureza145%15/11/2011

3.1.5. Fluencia y relajacin de esfuerzos146%15/11/2011

3.1.6. Deformacin visco elstica147%16/11/2011

3.2. Propiedades Trmicas

3.2.1. Capacidad calorfica148%16/11/2011

3.2.2. Dilatacin y conductividad trmica149%21/11/2011

3.2.4. Choque trmico150%21/11/2011

Captulo IV. Diagramas de fases

4.1. La regla de las fases151%22/11/2011

4.2. El diagrama de fases152%22/11/2011

4.3. La regla de la palanca153%23/11/2011

4.4. Evolucin de la micro estructura durante el enfriamiento lento154%23/11/2011

Captulo V. Cintica: tratamiento trmico

5.1. El tiempo: la tercera dimensin155%28/11/2011

5.2. El diagrama TTT156%28/11/2011

5.3. Tratamientos Trmicos157%29/11/2011

5.3. Cintica de las transformaciones de fase de los no metales158%29/11/2011

Captulo VI. Materiales Metlicos

6.1. Aleaciones ferrosas y no Ferrosas159%30/11/2011

6.2. Aleaciones ligeras160%30/11/2011

6.3. Materiales compuestos de matriz metlica161%05/12/2011

6.4. Procesado de materiales metlicos162%05/12/2011

Captulo VII. Cermicos cristalinos y vtreos

7.1. Cermicos cristalinos 163%06/12/2011

7.2. Cermicos no cristalinos: vidrios164%06/12/2011

7.3. Vitro cermicas165%07/12/2011

7.4. Procesado de los cermicos y los vidrios166%07/12/2011

Captulo VIII Materiales Polimricos

8.1. Definicin y clasificacin167%12/12/2011

8.2. Sntesis de polmeros168%12/12/2011

8.3. Peso molecular169%13/12/2011

8.4. Solubilidad y estabilidad qumica170%13/12/2011

8.5. Cristalinidad171%14/12/2011

8.6. Comportamiento trmico y mecnico172%14/12/2011

8.9. La reticulacin de termoestables y elastmeros173%19/12/2011

8.10. Plsticos comerciales174%19/12/2011

8.11. Adhesivos175%20/12/2011

8.12. Familia de adhesivos y criterios de seleccin176%20/12/2011

8.13. Procesado de polmeros177%21/12/2011

Captulo IX. Materiales Compuestos

9.1. Materiales compuestos178%21/12/2011

9.2. Funcin de la fibra en el material compuesto179%26/12/2011

9.3. Funcin de la matriz en el material compuesto180%26/12/2011

9.4. La anisotropa del material compuesto181%27/12/2011

9.5. Aplicaciones y limitaciones de los materiales compuestos182%27/12/2011

Captulo X. Materiales Electrnicos y Magnticos

10.1. Materiales Electrnicos

10.1.1 Portadores de carga y conduccin183%28/12/2011

10.1.2. Niveles y bandas de energa183%28/12/2011

10.1.3. Conductores184%02/01/2012

10.1.4. Aislantes185%02/01/2012

10.1.5. Superconductores186%03/01/2012

10.1.6. Materiales compuestos187%03/01/2012

10.1.7. Materiales: clasificacin elctrica188%04/01/2012

10.2. Comportamiento ptico de los materiales

10.2.1. Luz visible189%04/01/2012

10.2.2. Propiedades pticas, color, transparencia y opacidad190%09/01/2012

10.2.3. Sistemas y dispositivos pticos, fibra ptica 191%09/01/2012

10.3. Semiconductores

10.3.1. Semiconductores elementales intrnsecos y extrnsecos192%10/01/2012

10.3.2. Compuestos semiconductores193%10/01/2012

10.3.3. Semiconductores amorfos194%11/01/2012

10.3.4. Procesado de semiconductores195%11/01/2012

10.4. Materiales magnticos

10.4.1. Magnetismo Ferromagnetismo y Ferrimagnetismo196%16/01/2012

10.4.2. Imanes metlicos e Imanes cermicos197%16/01/2012

10.4.3. Ciclos de Histresis, materiales duros y blandos198%17/01/2012

Capitulo XI Propiedades tribologas de los materiales

11.1. Mecanismos de friccin, desgaste corte y lubricacin199%17/01/2012

11.2. Tratamiento de superficies PCV, CVD, implantacin inica1100%17/01/2012

6.- CONTENIDO DE PRCTICAS DE LABORATORIO:

Se han programado 14 prcticas para el presente curso

P1.- Redes cristalogrficas, reconocimiento y construccin

P2.- Identificacin de posiciones y planos en estructuras cristalogrficas

P3.- Determinacin espacial de parmetros cristalogrficos

P4.- Determinacin y comparacin de propiedades mecnicas de materiales

P5.-Determinacin de las propiedades trmicas de materiales por Anlisis Trmico Diferencial (ATD)

P6.- Determinacin, cuantificacin y comparacin de los niveles de conductividad trmica de los materiales polimricos, cermicos, metlicos y compuestos

P7.- Determinacin, cuantificacin y comparacin de los niveles de conductividad trmica de los materiales polimricos, cermicos, metlicos y compuestos

P8.- Determinacin, cuantificacin y comparacin de los niveles de conductividad elctrica de los materiales polimricos, cermicos, metlicos y compuestos

P9.- Determinacin, cuantificacin y comparacin de las propiedades aislantes de los materiales polimricos, cermicos, metlicos y compuestos

P10.- Reconocimiento de estructuras metlicas por SEM

P11.- Conformado de materiales por Pulvimetalurgia y Pulvicermica

P12.- Diferenciacin del comportamiento de materiales polimricos en funcin de la temperatura

P13.- Reconocimiento de materiales compuestos

P14.- Reconocimiento y Evaluacin de un proceso de fundicin metlica

7.- ACTIVIDADES:

1.- Seminarios programados en forma grupal para los siguientes tpicos:

S1. Relacin estructura y propiedades de los materiales

S2. Soluciones Slidas

S3. Difraccin de Rayos X

S4. Los tratamientos trmicos en los materiales

S5. Tribologa en materialesS6. Materiales Inteligentes y con memoria

S7. Nanomateriales

S8. Superconductores

S9. Semiconductores

S10. Materiales Magnticos

2.- Exposiciones grupales de algunos tpicos de inters

3.- Visitas tcnicas a centros de produccin

Fuera del horario de clases

8.- RECURSOS:

Proyector multimedia

Pizarra y artculos para la misma

Medios audiovisuales en general y otros

Separatas y otros materiales Bibliogrficos

Equipos de laboratorio y Computadoras

9. - BIBLIOGRAFIA:

9.1. Bsica.

- James F. Shackelford Introduccin a la ciencia de materiales para ingenieros 6/E (Prentice Hall) 2005- Callister,Jr., W. D. "Ciencia e ingeniera de los materiales", Tomos 1 y 2. Ed. Revert, Barcelona, 1995

9.2. Complementaria.Ashby, M.F. y Jones, D.R.H., "Engineering Materials 1. An introduction to their Properties and Applications". Pergamon Press, Oxford (UK), 1980 Ashby, M.F. y Jones, D.R.H., "Engineering Materials 2. An Introduction to Microstructures, Processing and Design". Pergamon Press, Oxford (UK), 1986. Smith, W.F.; Hashemi, J., "Foundations of materials science and engineering"-- 4 ed., Internacional. -- Boston [Mass.] : McGraw-Hill, c2006.Carpenter, M., Handout of Course A: Organizations of atoms in crystals, Naturals Science Tripos Part IA, Materials and Mineral Sciences, University of Cambridge, U.K. Allen, S. M., Thomas, E. L. "The Structure of Materials", Wiley-MIT, New York, 1999.10. METODOLOGA:

El curso se desarrollara mediante la exposicin de clases magistrales tipo conferencia en las cuales se estimulara la participacin de los estudiantes mediante intervenciones en las mismas

Asimismo se ha programado el desarrollo de seminarios, los cuales sern expuestos en forma grupal

Adicionalmente se ha programado el desarrollo de temas de investigacin, los cuales sern expuestos individualmente por cada alumno.

Tambin se ha considerado la participacin activa de los alumnos mediante las exposiciones de trabajos grupales, as como el desarrollo de talleres de anlisis y discusin

11. EVALUACION:

Se Tomaran cuatro Exmenes en total con un peso de 0.2 cada uno es decir 0.8 en total

Se evaluara el trabajo de investigacin bibliogrfica y los talleres grupales y los seminarios, los cuales tendrn un peso de 0.05

Se tomaran las notas de prcticas con un peso de 0.15

El promedio fina se calculara de la siguiente manera

Nota = (Exa1*0.2 + Exa2*0.2 + Exa3*0.2 + Exa4*0.2 + Sem*0.05 + Prac *0.15)

La Nota mnima APROBATORIA SERA DE 10.5 en la escala vigesimal

12. HORARIOSGrupo AHora/daLunesMartes MircolesJuevesViernes

7:00- 8:00Ciencia de Ciencia de Ciencia de

8:00 - 9:00MaterialesMaterialesMateriales

9:00 - 10:00Prcticas de

10:00 - 11:00Ciencia Mat

11:00 -12:00Prcticas dePrcticas de

12:00 - 13:00Ciencia MatCiencia Mat

Grupo BHora/daLunesMartes MircolesJuevesViernes

16:00 - 17:00Ciencia de Ciencia de Ciencia de

17:00 - 18:00MaterialesMaterialesMateriales

18:00 - 19:00Prcticas dePrcticas dePrcticas de

19:00 - 20:00Ciencia MatCiencia MatCiencia Mat

__________________________________ __________________________________

Ing. Juan Carlos Negrn LpezIng. Vctor Benavides Paredes

Docente del DAIMMDocente del DAIMM

Arequipa 19 Setiembre del 2011