La asignatura comprende los conocimientos básicos de la Ciencia de Materiales, usuales en las titulaciones europeas de Ingeniería homologables a ésta, tales como la importancia creciente de los materiales en ingeniería, la estructura básica de los materiales de las diferentes familias clásicas (metales, cerámicos, poliméricos), las transformaciones que tienen o pueden tener lugar en su fabricación y su empleo continuado y sus propiedades mecánicas, eléctricas, electrónicas, magnéticas, térmicas y ópticas. Se finaliza con una breve descripción de los materiales mas comúnmente empleados hoy día de las tres familias anteriores y de los criterios usuales en su selección de cara al empleo de los mismos.

Dentro del módulo a que pertenece, básico, la asignatura permite comenzar la formación del alumno en el campo de los materiales de ingeniería y generar la inquietud de los futuros titulados por completar el conocimiento de esa faceta de su formación como ingenieros, que hoy día es de máxima relevancia en la profesión.

Los mecanismos que garanticen la coordinación horizontal, dentro del curso, se basan en la coordinación de los programas de esta asignatura con otras que introducen y emplean conceptos y principios similares, como son Estática-Mecánica y Termodinámica.

Los mecanismos que garanticen la coordinación vertical están asociados a la estructuración del propio Plan de Estudios completo, de modo que las asignaturas precisas para el seguimiento de la presente estén ya impartidas (Física y Química), y las asignaturas que precisan de ésta para su impartición estén en cursos posteriores, como efectivamente lo están.

Conocimientos de los fundamentos de ciencia, tecnología y química de materiales. Comprender la relación entre la microestructura, la síntesis o precesado y las propiedades de los materiales.

Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial.

(Temario)

DENOMINACIÓN/DESCRIPCIÓN

1 - Historia e importancia de los Materiales/ Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Perspectiva histórica.Tendencias actuales en el uso de los materiales

2 - La estructura atómica y el enlace químico/ Fundamentos de la estructura atómica. Modelos electrónicos. Niveles energéticos y configuraciones electrónicas. La Tabla Periódica. Fuerzas y energías de enlace. Los enlaces atómicos: iónico, covalente, metálico, secundario. Enlaces mixtos.

3 - La estructura cristalina de los sólidos/ El ordenamiento cristalino. Redes de Bravais. Índices de Miller. Estructuras cristalinas metálicas. Otras estructuras cristalinas. Difracción de Rayos-X.

4 - Estructura no cristalina de los sólidos/ Estructura de los polímeros. Moléculas de cadena corta y larga. Química de los polímeros. Familias de materiales poliméricos. Peso molecular. Forma, estructura y configuración molecular. Cristalinidad en los polímeros.Vidrios.Enfriamiento. Oxidos formadores y modificadores de red. Otros materiales no cristalinos.

5 - Sólidos reales y difusión. Defectos en los sólidos. Defectos puntuales. Defectos lineales. Defectos superficiales. Determinación del tamaño de grano. Difusión en estado sólido. Leyes matemáticas de la difusión. Coeficiente d difusión. Procesos industriales.

6 - Diagramas de fase/ Definiciones. Las soluciones sólidas: reglas de Hume-Rothery. Regla de las fases de Gibbs. Tipos de diagramas de fase: de sustancias puras, binarios. Diagramas binarios de solubilidad total. Diagramas binarios con puntos invariantes: eutécticos, peritécticos, monotécticos. Diagramas con fases y compuestos intermedios.

7 - Fundamentos de la corrosión/ Corrosión electroquímica de los metales. Velocidad de corrosión. Pasividad. Corrosión ambiental y protección. Oxidación. Corrosión de cerámicas. Degradación de polímeros. Efecto de la intemperie.

8 - Propiedades mecánicas de los materiales/ Introducción. Deformación elástica. Deformación plástica. Propiedades de tracción y diagrama tensión-deformación. Influencia de la temperatura y de la velocidad de deformación. Modelización del comportamiento en tracción. Dureza. Fractura y ensayo Charpy. Fatiga. Fluencia.

9 - Propiedades funcionales/ Propiedades eléctricas:conductividad y resistividad eléctrica, comportamiento dieléctrico. Propiedades magnéticas: Tipos de magnetismo, materiales magnéticos, superconductividad. Propiedades térmicas: Capacidad calorífica,conductividad térmica, dilatación y tensiones térmicas. Propiedades ópticas: La radiación electromagnética, interacción de la luz con los sólidos.

10 - Materiales metálicos/ Materiales férreos: Fabricación de aceros y fundiciones, tipos de aceros: construcción metálica, inoxidables, herramientas, tipos de fundiciones. Aluminio y sus aleaciones. Cobre y sus aleaciones. Titanio y sus aleaciones. Otras aleaciones no férreas. Tratamientos térmicos de los materiales metálicos.

11 - Materiales poliméricos y compuestos/ Fabricación. Aditivos. Comportamiento mecánico de polímeros. Viscoelasticidad. Fractura. Termoplásticos. Polímeros termoendurecibles. Elastómeros. Los materiales compuestos. Refuerzo con partículas. Refuerzo con fibras. Compuestos laminares y estructurales.

12- Materiales cerámicos/ Fabricación y propiedades. Cerámicas clásicas: ladrillos, tejas, porcelana, loza, gres. Cerámicas técnicas: alúmina, zirconia, carburo de silicio, nitruro de silicio. Vidrios: Fabricación, propiedades y aplicaciones.Vitrocerámicos: propiedades y aplicaciones.

En la modalidad magistral se impartirán amplias explicaciones por parte del docente con la ayuda de la proyección de las presentaciones, cuyo libro tendrán a disposición los alumnos en el servicio de reprografías del centro.

En los seminarios se focalizará la enseñanza en temas concretos que requieran de ejercicios complementarios para favorecer el trabajo en equipo y la participación del alumnado con posibles debates ocasionales. De este modo se permite la profundización en el conocimiento teórico de la materia de una manera más práctica y aplicada.

En las prácticas de laboratorio se desarrollarán trabajos experimentales para adquirir conocimientos y destrezas de las técnicas experimentales empleadas en la Ciencia de los Materiales.

Para garantizar la seguridad sanitaria de los alumnos a la hora de realizar las practicas se utilizara la figura del alumno delegado.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 75
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 10
  • Trabajos individuales (%): 15

La asignatura está planificada para ser evaluada mediante evaluación continua, pero el alumnado puede renunciar a la misma y ser evaluado mediante una prueba única final. En ambos casos, la nota final de la asignatura tendrá en cuenta la evaluación de las competencias y aprendizaje alcanzados en cada una de las modalidades docentes de la asignatura de acuerdo a los siguientes criterios:

75% examen escrito asociado a clases magistrales y prácticas de aula;

15% asociado a seminarios;

10% asociado a prácticas de laboratorio.

Para aprobar se debe obtener un 5/10 en cada una de estas tres partes.

Para renunciar a la evaluación continua se debe presentar dicha renuncia por escrito (email al profesor titular de la asignatura), para lo que se dispone de un plazo de 9 semanas a contar desde el comienzo del cuatrimestre.

En el caso de que, por circunstancias sobrevenidas, la Universidad no pudiese organizar las pruebas de evaluación de manera presencial se realizarán los cambios pertinentes para la realización de la evaluación online. En dicho caso, las características de la evaluación online serán publicadas y comunicadas por eGela.

EVALUACIÓN CONTINUA:

Examen Escrito:

Constará de una parte teórica y de una parte práctica. Ambas poseen el mismo peso en la nota del examen. La parte teórica constará de preguntas de test y preguntas cortas, en las cuales se desarrollarán los conceptos de la asignatura. La parte práctica constará de dos problemas a resolver. Las notas de las ambas partes deben estar compensadas y queda a criterio del profesor dicha estimación. El día del examen escrito el alumnado únicamente podrá disponer de útiles para escritura (bolígrafos, lapiceros, rotuladores, goma), regla, escuadra y calculadora.

Prácticas de laboratorio:

Hay tres prácticas de laboratorio. La evaluación de cada práctica se realizará mediante un test en e-Gela, que se llevará a cabo de acuerdo a unos plazos establecidos. La nota final de las prácticas se calculará aplicando la media aritmética de las tres prácticas individuales. No obstante, para tener la posibilidad de realizar la práctica será necesario haber completado satisfactoriamente un test previo a la misma a través de e-Gela. Para ello, es necesario contestar correctamente a 3 de las 5 preguntas del test previo. Las personas que no realicen el test o no lo superen, no podrán realizar la práctica ni contestar el test de evaluación de la práctica y, por lo tanto, la nota correspondiente a esa práctica será cero. Asímismo, aun habiendo asistido a la práctica, el hecho de no contestar las preguntas del test correspondiente dentro de los plazos establecidos supondrá un cero. El alumnado que no asista a ninguna de las prácticas de laboratorio se entiende que renuncia a ser evaluado por evaluación continua, por lo que será evaluado por el sistema de evaluación final.

*Aquellos alumnos que, habiendo asistido a las prácticas de laboratorio, no superen la nota establecida en los criterios de evaluación continua tendrán la opción de ser evaluados mediante una pregunta teórica/práctica el día del examen final.

*Si no se supera la asignatura, la nota de prácticas no se guarda para el próximo curso.

Seminarios:

Cada seminario tiene asociada una tarea individual que el alumnado deberá llevar a cabo y entregar en las fechas correspondientes. La nota final de los seminarios se calculará como la media aritmética de las notas de dichas tareas. En el segundo y tercer seminarios (Tema 7: Corrosión), además de las tareas a realizar, se incluye un test de 5 preguntas en E-Gela que deben ser respondidos previamente a la sesión correspondiente de seminario, y la nota obtenida ponderará la nota de la tarea.

Aun habiendo asistido al seminario, no entregar la tarea correspondiente dentro de los plazos establecidos supondrá un cero. El alumnado que no asista al seminario no podrá entregar la tarea correspondiente y consecuentemente la nota correspondiente a esa tarea será cero. Si el alumno no asiste a ninguno de los seminarios se sobrentiende que renuncia a ser evaluado por evaluación continua, por lo que será evaluado por el sistema de evaluación final.

*El alumnado que habiendo asistido a los seminarios no supere la nota establecida en los criterios de evaluación continua, tendrá la opción de ser evaluado mediante una pregunta teórica/práctica el día del examen final.

*Si no se supera la asignatura, la nota de seminarios no se guarda para el siguiente curso.

EVALUACIÓN FINAL ÚNICA

El sistema de evaluación final se llevará a cabo mediante un examen escrito final que constará de las mismas tres partes que la evaluación continua, con la misma ponderación, criterios y requisitos para aprobar la asignatura: un examen escrito asociado a clases magistrales y prácticas de aula cuya ponderación es el 75% de la nota, el 15% asociado a los seminarios y el 10% a las prácticas de laboratorio. Para aprobar se debe obtener una nota de 5/10 en cada una de las tres partes.

La nota final de la asignatura tendrá en cuenta la evaluación de las competencias y aprendizaje alcanzados en cada una de las modalidades docentes de la asignatura de acuerdo a los siguientes criterios:

75% examen escrito asociado a clases magistrales y prácticas de aula;

15% asociado a seminarios;

10% asociado a prácticas de laboratorio.

Para aprobar se debe obtener un 5/10 en cada una de estas tres partes.

En el caso de que, por circunstancias sobrevenidas, la Universidad no pudiese organizar las pruebas de evaluación de manera presencial se realizarán los cambios pertinentes para la realización de la evaluación online. En dicho caso, las características de la evaluación online serán publicadas y comunicadas por eGela.

El sistema de evaluación final se llevará a cabo mediante un examen escrito final que constará de las mismas tres partes que la evaluación continua, con la misma ponderación, criterios y requisitos para aprobar la asignatura: un examen escrito asociado a clases magistrales y prácticas de aula cuya ponderación es el 75% de la nota, el 15% asociado a los seminarios y el 10% a las prácticas de laboratorio. Para aprobar se debe obtener una nota de 5/10 en cada una de las tres partes.



Examen Escrito:

Constará de una parte teórica y de una parte práctica. Ambas poseen el mismo peso en la nota del examen. La parte teórica constará de preguntas de test y preguntas cortas, en las cuales se desarrollarán los conceptos de la asignatura. La parte práctica constará de dos problemas a resolver. Las notas de las ambas partes deben estar compensadas y queda a criterio del profesor dicha estimación. El día del examen escrito el alumnado únicamente podrá disponer de útiles para escritura (bolígrafos, lapiceros, rotuladores, goma), regla, escuadra y calculadora.

Prácticas de laboratorio:

Se evaluarán mediante una o dos preguntas teóricas/practicas.

Seminarios:

Se evaluarán mediante una o dos preguntas teóricas/practicas.

* El alumnado que haya optado a la evaluación continua en la convocatoria ordinaria y haya superado satisfactoriamente la parte correspondiente a los seminarios y prácticas de laboratorio, se le guardará las notas de estas modalidades y solo deberá realizar el examen escrito.

Transparencias del curso.
Libro "Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales". W.D. Callister. Ed. Reverté. (1996)

Bibliografía básica

-Materials Science and Engineering, (9th Edition), W. Callister, Ed. Wiley (2014).

-INTRODUCTION TO MATERIALS SCIENCE FOR ENGINEERS (8th edition), James F. Shackelford, Ed. Pearson (2018)

-Ciencia e Ingeniería de los materiales. J.M. Montes, F.G. Cuevas, J. Cintas. Ed. Paraninfo. (2014)

-Ciencia e Ingeniería de los Materiales. D.R. Askeland. Ed. Thompson.(2003)

-Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales. W.F. Smith. Ed. McGraw-Hill Science. (2009)

Bibliografía de profundización

-Materiales para ingenieros 1. Introducción a las propiedades, las aplicaciones y el diseño. M.F. -Ashby. Ed. Reverté. (2008)
-Materiales para ingenieros 2. Introducción a la microestructura, el procesamiento y el diseño. M.F. -Ashby. Ed. Reverté. (2008)

Revistas

-Revista de Metalurgia del CENIM (revistametalurgia.revistas.csic.es)
-Boletín Cerámica y vidrio (boletines.secv.es)
-Revista de Materiales Avanzados (www.iim.unam.mx/revista)
-Journal of Materials Science.
-Modern Plastics.

Direcciones web

www.doitpoms.ac.uk
www.msm.cam.ac.uk
ocw.mit.edu/courses

A lo largo del curso se proporcionarán otras direcciones de interés específico para cada tema.