Naturaleza de los materiales

Objetivos: Informar al alumno sobre la composición y estructura de los distintos tipos de materiales y de las relaciones entre dichas características y sus principales propiedades y aplicaciones. Asimismo se revisarán los principales procesos asociados a los materiales y a su manipulación.

I.- INTRODUCCIÓN.
Tema 1.- Introducción.
1.1.- Materiais e Civilización.
1.2.- Materiais e Enxeñería.
1.3.- Estructura, Propiedades e usos dos materiais.
1.4.- Tipos de Materiais.

II.- ESTRUCTURA E PROPIEDADES DAS FASES SOLIDAS.
Tema 2.- Atomos, enlaces e Coordinación.
2.1.- Atomos e Ions.
2.2.- Enlaces.
2.3.- Moléculas.
2.4.- Coordinación.

Tema 3.- Orden atómico nos sólidos.
3.1.- Cristais.
3.2.- Simetría.
3.3.- Sistemas cristalinos.
3.4.- Polimorfismo e isomorfismo.
3.5.- Difracción de Raios X polos cristais.

Tema 4.- Desorde atómico nos sólidos.
4.1.- Impurezas nos sólidos.
4.2.- Solucions sólidas.
4.3.- Imperfeccións e defectos cristalinos.
4.4.- Materiais amorfos.
4.5.- Difusión atómica. Procesos de difusión.

Tema 5.- Termodinámica e equilibrios.
5.1.- Introducción. Equilibrios.
5.2.- Termodinámica dos diagramas de fases.
5.3.- Sistemas dun compoñente.
5.4.- Sistemas binarios.
5.5.- Sistemas ternarios.

Tema 6.- Sinterización.
6.1.- Difusión en sólidos.
6.2.- Reaccions en sólidos.
6.3.- Sinterización.
6.4.- Procesamento de materiais. Procesos.
6.5.- Microestructuras.

III.- TIPOS DE MATERIAIS
Tema 7.- Metais
7.1.- Metais e aliaxes.
7.2.- Procesamento de metais.
7.3.- Aliaxes dunha e dúas fases.
7.4.- Deformacións elásticas en metais.
7.5.- Deformacións plásticas en metais.
7.6.- Recristalización.
7.7.- Propiedades dos metais policristalinos.
7.8.- Corrosión.
Anexo: Aceros e Fundicións.
A.1.- Diagrama Fe-C.
A.2.- Procesamento. Tratamientos térmicos-
A.3.- Propiedades.
A.4.- Usos.

Tema 8.- Polímeros.
8.1.- Moléculas xigantes.
8.2.- Polímeros lineais.
8.3.- Polímeros tridimensionais.
8.4.- Variacións nas estructuras moleculares.
8.5.- Temperatura de transición vítrea.
8.6.- Cristais moleculares.
8.7.- Deformación en polímeros.
8.8.- Procesamento de polímeros.
Anexo: Plásticos industriales.
A.1.- Tipos.
A.2.- Obtención y procesamiento.
A.3.- Propiedades.
A.4.- Aplicaciones.

Tema9.- Cerámicas.
9.1.- Fases cerámicas.
9.2.- Tipos de compostos cerámicos. Oxidos, Silicatos e cerámicas non oxídicas.
9.3.- Fractura en cerámica.
9.4.- Procesamento de materiais cerámicos.
9.5.- Cerámica avanzada.
9.6.- Refractarios.
Anexo: Porcelana.
A.1.- Diagrama Al2O3-SiO2-K2O.
A.2.- Procesamento.
A.3.- Propiedades.
A.4.- Usos.

Tema 10.- Composites.
10.1.- Tipos de materiais compostos.
10.2.- Materiais reforzados.
10.3.- Propiedades mecánicas. Fractura.
10.4.- Mecanismos de reforzamento.
10.5.- Materiais multicapa.
Anexo.- Poliester/fibra de vidro.
A.1.- Composición.
A.2.- Procesamento.
A.3.- Propiedades.
A4.- Usos.

Tema 11.- Nanomateriales.
11.1.- Materiales a escala nanométrica.
11.2.- Síntesis de nanopartículas.
11.3.- Propiedades y aplicaciones de nanomateriales.
11.4.- Recubrimientos nanocristalinos.
11.5.- Nanomateriales unidimensionales.
11.6.- Nanomateriales de interés tecnológico. Nanomateriales con actividad biológica.
11.7.- Métodos de caracterización de nanomateriales.


IV.- SELECCIÓN DE MATERIAIS
Tema 12.- Selección de materiais. Introducción.
12.1.- Diseño de materiais.
12.2.- Bases do proceso de selección. Criterios de selección.
12.3.- Materiais e formas.
12.4.- Materiais e procesamento.
12.5.- Sistemas expertos.
12.6.- Exemplos de selección de materiais.

Bibliografía básica.
-Callister: Ciencia e ingeniería de materiales. Ed. Reverté.

Bibliografía complementaria.
-Van Vlack: Elements of Materials Science and Engineering. Ed. Addison-Wesley.
-Bolton: Engineering Materials and Technology. Ed. Bolton.
-De Saja: Introducción a la física de los materiales. Ed. Serv. Publicaciones. Universidad de Valladolid.
-Albella, Cintas, Miranda y Serratosa: Introducción a la ciencia de materiales. Ed. CSIC. Madrid.

Se pretende que el alumno al final del curso:
• Disponga de conocimientos básicos sobre la constitución de los sólidos, y sus principales características.
• Conozca las técnicas básicas de trabajo en ciencia y tecnología de materiales.
• Este capacitado para resolver problemas sencillos de diseño y procesamiento de materiales.

El curso se estructura sobre la base de 40 horas de clases expositivas y 20 horas de prácticas y seminarios. Las clases teóricas se impartirán en el aula, con apoyos de proyecciones de ordenador y transparencias, y las clases prácticas en seminarios y prácticas.
Los alumnos realizarán varios tipos de trabajos:
• Un trabajo, realizado en grupos de dos o tres alumnos, referente a un material cerámico, que incluirá un resumen sobre la naturaleza, preparación y propiedades del material, sus usos y su mercado.
• Una memoria individual sobre el curso, en la que se recoja: el programa de la asignatura comentado, un resumen de prácticas y seminarios.
• Una memoria de cada una de las visitas a fábricas realizadas.
En el curso se incluirán visitas a fábricas, estimadas en unas tres por curso. Cada visita será preparada previamente con una pequeña exposición sobre la empresa, su proceso de fabricación, sus productos y su situación en el mercado.

50% evaluación continua; 50% exámenes. Dentro de la evaluación continua se incluyen trabajos preparados por el alumno y prácticas.

Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación a lo recogido en el “Reglamento de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones”:

"Artículo 16. Realización fraudulenta de ejercicios o pruebas.

La realización fraudulenta de cualquier ejercicio o prueba requerida en la evaluación de una asignatura implicará la calificación de reprobado en la convocatoria correspondiente, independientemente del proceso disciplinario que se pueda seguir contra el alumno infractor. Se considera fraudulento, entre otras cosas, la realización de trabajos plagiados u obtenidos de fuentes accesibles al público sin reelaboración o reinterpretación y sin citaciones a los autores y las fuentes.”

Distribución de las actividades en horas:

Trabajo presencial del alumno:
Clases teóricas.............................................40h
Seminarios...................................................10h
Prácticas.......................................................10h
Actividades de evaluación.................................2h
Examen final...................................................2h
TOTAL trabajo presencial.................................64horas


Trabajo personal del alumno
Estudio autónomo...........................................56h
Diseño preparación y elaboración de trabajos.....15h
Lecturas recomendadas...................................10h
Preparacion de presentaciones, debates, etc........5h
TOTAL trabajo personal....................................86horas

Se recomienda tener al dia conocimientos básicos de química, fisica, y quimicafísica, como bae para el estudio y comprensión de la Ciencia de Materiales.