La Ciencia de Materiales es una de las dos asignaturas obligatorias impartidas en cuarto curso del Grado en Química, y se cursa durante el primer cuatrimestre del mismo. Esta asignatura está vinculada dentro del plan de estudios con el área de conocimiento de Química Inorgánica y entre sus objetivos principales se encuentra mostrar al alumno la aplicabilidad de los materiales. Así, es una de las asignaturas en la que los alumnos se plantean problemas que tendría que resolver un profesional desempeñando un trabajo de químico.

Competencias específicas: M02CM05



Comprender las relaciones entre estructura, propiedades y procesado de los diversos tipos de materiales y su selección en función de las aplicaciones previstas.



Competencias transversales:



M02CM08: Capacidad de seleccionar diferentes técnicas instrumentales, simples o combinadas, para la caracterización de sustancias químicas.



M02CM11: Ser capaz de relacionar la Química con otras disciplinas, así como comprender su impacto en la sociedad actual y la importancia del sector químicoindustrial



El objetivo básico de la asignatura es proporcionar al alumno los conocimientos teórico-prácticos que le permitan comprender la relación entre estructura y propiedades de los materiales, teniendo además en cuenta la influencia del procesado. En concreto, se trata de que los alumnos conozcan los diferentes tipos de materiales, comprendan su comportamiento general, sus propiedades características y sus potencialidades, y reconozcan los efectos del entorno y de las condiciones de servicio sobre su comportamiento. Esta comprensión es necesaria para ser capaz de participar en el diseño de componentes, sistemas y procesos fiables y económicos que utilicen el amplio espectro de materiales disponibles en la actualidad.

1. Introducción. Tipos de materiales: clasificaciones. Ciencia e Ingeniería de Materiales. Relación composición- estructura-propiedades-procesado. Diseño y Seleccionón de materiales. Nuevos Materiales.



2. Difusión. Mecanismos de difusión. Estados estacionario y no estacionario. Aplicaciones de la difusión en el procesado de materiales.



3. Equilibrio de Fases. Diagramas de fases. Sistemas binarios y ternarios. Microestructuras. Diagramas de importancia tecnológica.



4. Propiedades mecánicas de los Materiales. Esfuerzo y deformación. Deformación elástica. Deformación plástica. Propiedades de tracción. Dureza. Fractura y fatiga.



5. Propiedades Térmicas. Capacidad calorífica. Dilatación térmica. Conductividad térmica. Esfuerzos térmicos.



6. Materiales Metálicos.Clasificación. Procesado de materiales metálicos. Tratamientos térmicos. Aleaciones férreas: aceros y fundiciones. Aleaciones no férreas. Aleaciones ligeras.



7. Materiales Cerámicos. Estructura. Propiedades. Procesado de materiales cerámicos. Arcillas. Vidrios. Refractarios. Cementos. Abrasivos. Zeolitas. Cerámicas Avanzadas.



8. Materiales Poliméricos. Clasificación. Estructura y configuración. Tipos de polimerización. Solubilidad y estabilidad química. Cristalinidad. Comportamiento térmico y mecánico: termoplásticos, termoestables, elastómeros.



9. Materiales Compuestos. Clasificación. Propiedades de la matriz y los refuerzos. Materiales reforzados por partículas y por fibras. Anisotropía. Materiales estructurales.



10. Materiales Eléctricos, Ópticos y Magnéticos.Conductores electrónicos e iónicos. Efectos termoeléctricos. Semiconductores. Dieléctricos. Materiales ferro- y piezoeléctricos. Propiedades ópticas de los materiales. Luminiscencia fosforescencia y láseres. Fibra óptica. Materiales magnéticos duros y blandos. Ferritas. Almacenamiento y grabación magnética. Superconductores.

La mayoría de las horas serán de clases magistrales, 40 h, donde se impartirán las propiedades y aplicaciones de los materiales. El alumno comprenderá y ampliará la información en las 60 h no presenciales para poder resolver los problemas prácticos que se analizarán en las 8 horas de prácticas de aula. Los alumnos además tendrán que trabajar determiandos temas relacionados con los materiales eléctricos, optícos y magnéticos que los expondrán y se discutirán en las 12 h. de seminarios.

• Sistema de Evaluación Continua
• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 70
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 30

La contribución de las diferentes partes a la nota final se realizará de la siguiente manera:



A. EVALUACIÓN CONTINUA.



1. REALIZACIÓN DE EJERCICIOS, PROBLEMAS Y TRABAJOS

- Carácter obligatorio

- Se evaluará el planteamiento y la resolución de problemas, también la comprensión, síntesís y explicación del comportamiento de materiales, así como la presentación en el aula.

- Peso de este apartado: 30%.



2. EXAMEN TEÓRICO

- Carácter obligatorio.

- Se evaluará el planteamiento adecuado y la exactitud y coherencia en la respuesta.

- Peso de este apartado: 70%. Nota mínima: 5





El estudiante podrá renunciar a la evaluación por esta modalidad para lo cual deberá presentar por escrito al profesor/a la renuncia a la evaluación continua durante las primeras 9 semanas del cuatrimestre.



B. EVALUACIÓN FINAL.



1. EXAMEN TEÓRICO



- Carácter obligatorio.

- Consistirá en una prueba escrita con cuestiones y problemas (100% exámen). Se evaluará el planteamiento adecuado y la exactitud y coherencia en la respuesta.



La no asistencia al examen supondrá la renuncia a la asignatura en convocatoria ordinaria.

En la convocatoria extraordinaria, la nota final será determinada al 100% por un examen escrito.

Bibliografía básica

D.R. Askeland, P.P. Fulay y W.J. Wright, The Science and Engineering of Materials. 6ª ed. (SI), Cengage-Engineering (2011).

D.R. Askeland, W.J. Wright, “Ciencia e Ingeniería de Materiales”, CENGAGE Learning (2016).

W.D. Callister, William D.; D. G. Rethwischen ekarpen bereziekin “Materialen zientzia eta ingeniaritza. Hastapenak”, 7th edition; U.P.V./E.H.U. (2010).

W. D. Callister, Jr. "Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales". 2. Ed. Reverté, 2016.

J.F. Shackelford, A. Güemes Gordo “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, 7ªEd.; Pearson Prentice Hall, Mexico (2010).

W. F. Smith, J. Hashemi. Foundations of Materials Science and Engineering (4th Edition). McGraw-Hill, (2006).

Bibliografía de profundización

M. F. Ashby. Materials Selection in Mechanical Design. Butterworth-Heinemann, 2010.
M. F. Ashby, D. R. H. Jones. Engineering Materials 1: An Introduction to their Properties and Applications. 4th. Ed. Elsevier, 2011.
M. F. Ashby, D. R. H. Jones. Engineering Materials 2: An Introduction to Microstructures, Processing and Design. Elsevier, 2014.
W. D. Callister, Jr. "Materials Science and Engineering. An Introduction" (9th Edition). Wiley (2014).
P.L. Magonon. Ciencia de Materiales: Selección y Diseño. Prentice Hall, 2001.
J.M. Montes, F.G. Cuevas, J. Cintas, Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Ed. Paraninfo, 2014. Madrid.
L. Smart, E. Moore, Solid State Chemistry: an introduction (4th Edition). CRC Taylor & Francis (2012).

Revistas

Progress in Materials Science
Materials Science and Engineering R-Reports
Materials Chemistry and Physics
Materials Letters
Nature Materials
Chemistry of Materials
Journal of Materials Chemistry

Direcciones web

http://www.wiley.com/college/callister
http://www.matter.org.uk/