CIENCIAS DE LOS MATERIALES
GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA
Curso 2020/2021
1. Datos de la asignatura
(Fecha última modificación: 08-07-20 8:58)- Código
- 104127
- Plan
- UXXI
- ECTS
- 6.00
- Carácter
- OBLIGATORIA
- Curso
- 3
- Periodicidad
- Segundo Semestre
- Idioma
- ESPAÑOL
- Área
- QUÍMICA INORGÁNICA
- Departamento
- Química Inorgánica
- Plataforma Virtual
Datos del profesorado
- Coordinador/Coordinadora
- Carmen María del Hoyo Martínez
- Grupo/s
- 1
- Centro
- Fac. Ciencias Químicas
- Departamento
- Química Inorgánica
- Área
- Química Inorgánica
- Despacho
- B2501
- Horario de tutorías
- Consultar con la profesora
- URL Web
- https://produccioncientifica.usal.es/investigadores/56221/detalle
- hoyo@usal.es
- Teléfono
- 923 294489 Ext. 1591
2. Sentido de la materia en el plan de estudios
Bloque formativo al que pertenece la materia.
Asignatura Obligatoria
Papel de la asignatura.
El papel de esta asignatura es abordar el estudio la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales
Perfil profesional.
Formación sobre los materiales a través de la modificación en su diseño para su posterior aplicación en un ámbito espectro de campos: químico, farmacéutico, tecnológico e industrial.. Esta formación les habilita para el desarrollo y elaboración de un Proyecto de Ingeniería química así como para la realización de informes de evaluación, tasación y peritaje.
3. Recomendaciones previas
Conceptos de Química Inorgánica y Química Orgánica
4. Objetivo de la asignatura
Tiene como objetivo el estudio de la relación estructura/propiedades de los materiales divididos en dos grupos: 1) estructurales y 2) funcionales iniciando el temario con un bloque dedicado al estudio y fijación de conceptos estructurales básicos de vital importancia en el diseño de los materiales.
5. Contenidos
Teoría.
Programa.
TEMA 0: INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS
MATERIALES Y SÓLIDOS CRISTALINOS
1.1 Ciencia e Ingeniería de los Materiales
1.2 Estructura cristalina
1.3 Direcciones y planos cristalográficos
BLOQUE I CONCEPTOS ESTRUCTURALES BÁSICOS
TEMA 1 Sólidos no cristalinos
1.1 Concepto de sólido no cristalino
1.2 Vidrios inorgánicos
1.3 Polímeros
TEMA 2 Imperfecciones Y DIFUSIÓN EN SÓLIDOS
2.1 Defectos de punto
2.2 Imperfecciones
Dislocaciones. Defectos lineales
Defectos interfaciales
Superficies externas
Límites de grano
Límites de macla
Otros defectos interfaciales
Defectos de volumen
Vibraciones interatómicas
2.3 Difusión
Mecanismos de difusión
Difusión en estado estacionario
Difusión en estado no estacionario
TEMA 3 Diagramas de fase
3.1 Definiciones y conceptos fundamentales
3.2 Diagramas de equilibrio de fases
TEMA 4 MICROSCOPÍA Y MÉTODOS TÉRMICOS
Microscopía óptica
Microscopía electrónica de barrido
Microscopía electrónica de transmisión
Métodos térmicos: Termogravimetría
Análisis Térmico Diferencial
Reducción a Temperatura Programada
BLOQUE II: MATERIALES ESTRUCTURALES
TEMA 5 MATERIALES METÁLICOS
5.1 Conformación metálica
5.2 Aleaciones férreaS
5.3 Aleaciones no férreas
5.4 Propiedades mecánicas
Deformación elástica y plástica
Dureza
Deformación plástica en monocristales y en metales
policristalinos
Endurecimiento por formación de disoluciones sólidas
Recuperación y recristalización de metales deformados
TEMA 6 MATERIALES CERÁMICOS
6.1 ESTRUCTURA CERÁMICA
6.1.1 Estructuras cristalinas
6.1.2 Cerámicas formadas por silicatos
6.1.3 Carbono
6.2 Clasificación de los materiales cerámicos en base a su aplicación
6.3 Técnicas de fabricación de materiales cerámicos
6.4 Productos de la arcilla
6.5 Abrasivos
6.6 Cementos inorgánicos
6.7 Propiedades térmicas
TEMA 7 MATERIALES POLIMÉRICOS
7.1 ESTRUCTURA POLIMÉRICA
7.1.1 Moléculas poliméricas
7.1.2 Peso molecular
7.1.3 Forma molecular
7.1.4 Estructura molecular
7.1.5 Configuraciones moleculares
7.1.5.1 Estereoisomería
7.1.5.2 Isomería geométrica
7.1.6 Copolímeros
7.1.7 Cristalinidad de los polímeros
7.2 Clasificación general
7.3 Técnicas de conformación de polímeros
7.4 Aditivos de los polímeros
7.5 Polimerización por condensación, adición y apertura de ciclo. Grado de polimerización
7.6 Termoplásticos. Uso general e industrial
7.7 Plásticos termoestables
7.8 Elastómeros
7.9 Otras aplicaciones de los polímeros
TEMA 8 MATERIALES COMPUESTOS
8.1 Estructuras tipo de materiales compuestos
8.2 Clasificación de los materiales compuestos
8.3 Ejemplos de técnicas de conformación de materiales compuestos
8.4 Materiales compuestos reforzados con partículas
8.4.1 Reforzados con partículas grandes
8.4.2 Consolidados por dispersión
8.5 Materiales compuestos reforzados con fibras
8.5.1 Materiales compuestos con fibras continuas y alineadas
8.5.2. Materiales compuestos con fibras discontinuas y alineadas
8.5.3 Materiales compuestos con fibras discontinuas y orientadas al azar
8.5.4 Materiales compuestos matriz metálica-fibra
8.5.5 Materiales compuestos matriz plástica-fibra
8.6 Materiales compuestos híbridos
8.7 Materiales compuestos estructurales
8.7.1 Materiales compuestos laminares
8.7.2 Paneles sandwich
BLOQUE III MATERIALES FUNCIONALES
TEMA 9 NANOMATERIALES
9.1. El tamaño nanométrico
9.2 Nanomateriales inorgánicos
9.3 Nanomateriales hidridos
9.4 Funcionalización y aplicación de los nanomateriales
9.5 Métodos de obtención de ananomateriales
BLOQUE III MATERIALES FUNCIONALES
TEMA 10 MATERIALES MAGNÉTICOS
10.1 Mecanismos de interacciones magnéticas en estado sólido
10.2 Materiales magnéticos blandos
10.3 Materiales magnéticos duros
12.4 Superconductividad
TEMA 11 MATERIALES ÓPTICOS
11.1 Materiales ópticos
13.1.1 Fósforos en lámparas fluorescentes
13.1.2 Diodos emisores de luz
13.1.3 Láseres
TEMA 12 MATERIALES CATALÍTICOS
Catalizadores másicos y catalizadores soportados
Preparación: Coprecipitación, precipitación e impregnación
Catalizadores metálicos másicos
Preformado, calcinación, reducción
Soportes
Promotores
Propiedades químicas
Zeolitas
Hidróxidos Dobles Laminares
TEMA 13 BIOMATERIALES
Biominerales: Tipos y funciones
Biominerales de calcio
Óxidos y sulfuros de hierro
Sílice
Biocompatibilidad
Ingeniería cristalina
6. Competencias a adquirir
Básicas / Generales.
CG1. Los estudiantes sabrán aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o pocos conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con la Química.
CG2. Integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de los nuevos problemas químicos.
CG3. Formular juicios a partir de una información que, aun siendo limitada o incompleta, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de los avances en Química.
CG4. Los estudiantes sabrán comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
CG5. Los estudiantes poseerán las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Específicas.
CE1. Analizar e interpretar datos complejos en el entorno de la Química
CE3. Valorar la importancia de la Química y sus avances en la sostenibilidad y la protección del medio ambiente.
CE4. Adquirir los conocimientos necesarios para valorar la importancia de los avances en la Quimica en el desarrollo económico y social.
CE5. Adquirir una comprensión sistemática de la Química que unida al dominio de la metodología propia de esta ciencia, le permita abordar cualquier tipo de investigación en el ámbito de la Química.
Transversales.
TI1 Capacidad de análisis y síntesis
TI3 Comunicación oral y escrita en la lengua propia
TI4 Conocimiento de una lengua extranjera
TI7 Capacidad de realizar estudios bibliográficos y sintetizar resultados
TS1 Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica
TS2 Aprendizaje autónomo
TS3 Adaptación a nuevas situaciones
TS5 Creatividad
TS8 Iniciativa y espíritu emprendedor
TS9 Motivación por la calidad
TP1 Trabajo en equipo
TP2 Trabajo en un equipo de carácter interdisciplinario
TP3 Trabajo en un contexto internacional
TP4 Habilidades en las relaciones interpersonales
TP7 Elaboración y defensa de argumentos
TP8 Razonamiento crítico
Disciplinares
DR4 Conocimientos de los fundamentos de ciencia, tecnología y química de materiales.
DR5 Comprender la relación entre la microestructura, la síntesis o procesado y las propiedades de los materiales.
Profesionales
1P1 Proyectos de Ingeniería Química
4P3 Sistemas de manipulación y transporte de materiales
7. Metodologías
1 Actividades introductorias. Toma de contacto, recogida de información con los alumnos y presentación de la asignatura de la asignatura
2 Actividades teóricas. Sesión magistral. Exposición de los contenidos de la asignatura
3 Actividades prácticas. Seminarios. Trabajo en profundidad sobre un tema o ampliación de contenidos de sesiones magistrales. Estudio de casos.
4 Tutorias. Atender y resolver dudas de los alumnos.
5 Actividades de seguimiento on line: Interacción a través de las TIC
6 Actividades prácticas autónomas. Preparación de trabajos. Estudios previos: búsqueda, lectura y trabajo de documentación. Estudio de casos.
7 Foros de discusión. A través de las TIC, se debaten temas relacionados con el ámbito académico y/o profesional
8 Pruebas de evaluación. Evaluación continua. Pruebas objetivas de preguntas cortas, pruebas de desarrollo sobre un tema más amplio y pruebas orales
8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes
9. Recursos
Libros de consulta para el alumno.
-Askeland, D.R., “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”. Paraninfo. Madrid. 2001.
-Callister, W. D. “Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales”. Reverté Ed. Barcelona. 2004.
-Cembrero, Cil, J. “Ciencia y Tecnología de los Materiales: Problemas y cuestiones”. Pearson Educación. Madrid. 2005.
-Fernández Carrasquilla, J.M. “Ciencia de los Materiales”. Donostiarra Ed. San Sebastián. 2001.
-Melero Columbrí, Francisco Javier. “Materiales y procesos avanzados: materiales de alta tecnología”. Tecnología y Gestión de la Innovación. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. .Madrid. 2003.
-Miravete, A. “Materiales Compuestos” Miravete Ed. Zaragoza. 2004
- Pero.Sanz Elorz, J.A. "Ciencia e ingeniería de materiales: estructura, transformaciones, propiedades y selección". Cie Dossat 2000. Madrid 2016.
- Oller, S. "Nuevos Materiales Estructurales Cerámicos en Ingeniería" CIMNE. Barcelona. 2010.- Rao, C.N.R. "The chemustry of nanomaterials: synthesis, properties and appications". Wiley VHC. Alemania. 2010.
-Sastre, A. “Biomateriales”. Faenza Editrice Ibérica. Italia. 2009.
-Soboyejo, W. O. “Advanced structural materials: properties, design optimization, and applications”.CRC Press . LLC. USA. 2007.
- Wessel, J. "The handbook of advanced materials: enabling new designs". John Wiley and Sons. West Sussex. Reino Unido. 2004.
Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.
Recursos on line de páginas web sobre algunos procesos bioinorgánicos y seminarios de materiales avanzados a través de la plataforma Studium
Bases de datos suscritas por la Universidad (SCOPUS, ISI WEB OF KNOWLEDGE, etc.)
Presentaciones en Power Point de todo el temario en la plataforma Studium.
Estudio de casos
Presentación de trabajos
10. Evaluación
Consideraciones generales.
Se evalúan los conocimientos adquiridos durante el desarrollo de las clases (CG1, CG2, CG3, CG4, CG5)
Criterios de evaluación.
Se evalúan los conocimientos adquiridos durante el desarrollo de las clases (CE1, CE3, CE4 y CE5)
Instrumentos de evaluación.
Evaluación sobre la exposición oral y debate de los trabajos realizados.
Evaluación continua voluntaria de pruebas escritas.
Evaluación del examen final.
Recomendaciones para la evaluación.
Observar las recomendaciones indicadas por el profesor sobre los trabajos propuestos.
Utilizar tutorías.
Recomendaciones para la recuperación.
Utilizar las tutorías.