320007 - ctm - ciència i tecnologia dels materials

ltima modificaci: 20-03-2014

320007 - CTM - Cincia i Tecnologia dels Materials

Universitat Politcnica de Catalunya1 / 11

Competncies de la titulaci a les quals contribueix l'assignatura

Altres: TOBIAS ABTMARCELO DE SOUSA PAIS ANTUNESEDGAR ADRIN FRANCO URQUIZAVERA CRISTINA DE REDONDO REALINHOELISA RUPREZ DE GRACIAKHALIL TAFZI

Responsable: DAVID ARENCN OSUNA

Unitat que imparteix:

Curs:

Crdits ECTS:

702 - CMEM - Departament de Cincia dels Materials i Enginyeria Metallrgica

2014

GRAU EN ENGINYERIA DE DISSENY INDUSTRIAL I DESENVOLUPAMENT DEL PRODUCTE (Pla 2010). (Unitat docent Obligatria) GRAU EN ENGINYERIA MECNICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatria) GRAU EN ENGINYERIA ELCTRICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatria) GRAU EN ENGINYERIA DE TECNOLOGIA I DISSENY TXTIL (Pla 2009). (Unitat docent Obligatria) GRAU EN ENGINYERIA ELECTRNICA INDUSTRIAL I AUTOMTICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatria) GRAU EN ENGINYERIA QUMICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatria)

6 Idiomes docncia: Catal, Castell

Unitat responsable: 320 - EET - Escola d'Enginyeria de Terrassa

Titulaci:

Professorat

Especfiques:

Generals:

1. IND_COM: Coneixement dels fonaments de cincia, tecnologia i qumica de materials. Comprendre la relaci entrela microestructura, la sntesis o processat i les propietats dels materials.

2. APRENENTATGE AUTNOM - Nivell 1: Dur a terme les tasques encomanades en el temps previst, tot treballant amb les fonts d'informaci indicades, d'acord amb les pautes marcades pel professorat.3. COMUNICACI EFICA ORAL I ESCRITA - Nivell 1: Planificar la comunicaci oral, respondre de manera adequada les qestions formulades i redactar textos de nivell bsic amb correcci ortogrfica i gramatical.4. S SOLVENT DELS RECURSOS D'INFORMACI - Nivell 1: Identificar les prpies necessitats d'informaci i utilitzar les colleccions, els espais i els serveis disponibles per dissenyar i executar cerques simples adequades a l'mbit temtic.

Capacitats prvies

Es considera molt convenient haver aprovat la Qumica i/o Fsica del primer quadrimestre per poder cursar l'assignatura de Cincia i Tecnologia dels Materials amb un mxim aprofitament.




- Proporcionar els conceptes bsics de la Cincia dels Materials i la seva terminologia, fomentant l'expressi formal correcta i l'inters pels aspectes que es tracten a l'assignatura.- Introduir a l'estudiant els diferents tipus de materials d'aplicaci a l'enginyeria, a partir del coneixement de la seva composici, estructura i propietats. Tanmateix, introduir els conceptes fonamentals relatius al comportament en servei, durabilitat i reciclatge dels materials.- Introduir a l'estudiant els mecanismes que permeten modificar l'estructura dels materials, amb o sense modificaci de laseva composici qumica, i establir relacions entre l'estructura i les propietats, que en ocasions es poden determinar de forma emprica mitjanant diferents assaigs o proves que proporcionen informaci comparativa sobre la resposta que presenten davant diferents accions.- Considerar criteris de selecci de materials en base a la seva resposta o a les seves caracterstiques i introduir els diferents processos industrials de transformaci de materials per a l'elaboraci de components finals.

Objectius d'aprenentatge de l'assignatura

L'assignatura s'organitza en:

i) Classes en grups gransEn aquestes classes es desenvolupen els continguts terics. S'utilitza el model expositiu que el professor cregui convenient per assolir els objectius fixats.

ii) Classes en grups mitjansEn aquestes classes s'apliquen els coneixements terics explicats a classe de teoria o adquirits per l'estudiant o estudiantaen el seu aprenentatge autnom a la resoluci de problemes i exemples prctics. Sempre que es consider oport es podran desenvolupar tamb activitats dirigides.

iii) Classes en grup petitsEn aquestes classes es realitzaran les prctiques de laboratori del Dpt. de Cincia de Materials i Enginyeria Metal.lrgica, on l'estudiant/a pren contacte amb la metodologia experimental.

La plataforma ATENEA s'utilitzar com eina de suport en els tres tipus de classes descrites anteriorment. Es podr fer servir com transmissor:

PROFESSORAT - ALUMNAT:a)Informaci i programaci d'activitats.b)Material d'aprenentatge.c)Avaluacions de les activitats programades.

ESTUDIANT-PROFESSOR:a)Lliurament de les activitats en funci de les pautes programades.b)Preguntes, comentaris i suggeriments respecte als continguts de la matria i el seu aprenentatge.c)Utilitzaci del Frum com a lloc d'informaci, debat, etc ... per assumptes referents aldesenvolupament de l'aprenentatge.

Metodologies docents




Dedicaci total: 150h Grup gran/Teoria:

Grup mitj/Prctiques:

Grup petit/Laboratori:

Activitats dirigides:

Aprenentatge autnom:

30h

15h

15h

0h

90h

20.00%

10.00%

10.00%

0.00%

60.00%

Hores totals de dedicaci de l'estudiantat




Continguts

TEMA 1: INTRODUCCI A LA CINCIA I L'ENGINYERIA DELS MATERIALS

TEMA 2: ESTRUCTURES DELS SLIDS CRISTALLINS

Dedicaci: 5h

Dedicaci: 16h

Grup gran/Teoria: 2h Aprenentatge autnom: 3h

Grup gran/Teoria: 4h Grup mitj/Prctiques: 2h Aprenentatge autnom: 10h

1.1. Materials i Enginyeria.1.2. Cincia, Tecnologia i Enginyeria de materials.1.3. Tipus de materials. Materials estructurals. Materials funcionals.1.4. Materials naturals.1.5. Competncia entre materials.1.6. Perspectiva histrica.

2.1. Sistemes cristallins i xarxes de Bravais. 2.2. Principals estructures cristallines dels metalls.2.3. Posicions, direccions i plnols en celles unitat.2.4. Comparaci entre estructures cristallines FCC, HCP i BCC.2.5. Clculs de densitat volumtrica i factor d'empaquetament atmic.2.6. Polimorfisme o allotropia.2.7. Isotropia i anisotropia.

Descripci:

Descripci:

Activitats vinculades:


Activitat 1.

Activitats 1, 2, 4 i 5.




TEMA 3: SOLIDIFICACI, DEFECTES CRISTALLINS I DIFUSI EN SLIDS

TEMA 4: DIAGRAMES D'EQUILIBRI DE FASES

Dedicaci: 16h

Dedicaci: 16h



3.1. Solidificaci de metalls. 3.2. Solucions slides metlliques.3.3. Imperfeccions cristallines.3.4. Velocitats de processos en slids Difusi atmica en slids.3.5. Aplicacions industrials de processos de difusi.3.6. Efecte de la temperatura a la difusi de slids.

4.1. Diagrames d'equilibri de fases de substncies pures. 4.2. Regla de les fases de Gibbs.4.3. Sistema d'aliatges isomorfs binries.4.4. La regla de la palanca.4.5. Solidificaci d'aliatges fora de l'equilibri.4.6. Sistema d'aliatges eutctics binaris.4.7. Sistemes d'aliatges peritctics binaris. 4.8. Reaccions invariants.4.9. Diagrames amb fases i compostos intermedis.4.10. Diagrames de fases ternaris.

Descripci:

Descripci:



Activitats 1, 2, 4 i 5.

Activitats 1, 2, 3, 4 i 5.




TEMA 5: ALIATGES METLLICS

TEMA 6: MATERIALS POLMRICS

Dedicaci: 17h

Dedicaci: 16h



5.1. Producci de ferro i acer.5.2. Diagrama de fases ferro - carbur de ferro. 5.3. Tractaments trmics comuns d'acers al carboni.5.4. Acers de baix aliatge.5.5. Acers inoxidables. 5.6. Ferros per fosa. 5.7. Aliatges d'alumini. 5.8. Aliatges de coure. 5.9. Altres aliatges (magnesi, titani i nquel).5.10. Selecci de materials per dissenys d'enginyeria usant materials metllics.

6.1. Reaccions de polimeritzaci.6.2. Mtodes industrials de polimeritzaci.6.3. Arquitectura molecular dels polmers. 6.4. Cristallinitat i estereoisomeria.6.5. Termoplstics d's general i termoplstics d'enginyeria.6.6. Plstics termostables.6.7. Elastmers.6.8. Fibres.6.9. Processat dels materials plstics. 6.10. Deformaci i enduriment dels materials plstics. 6.11. Termofluncia i fractura de materials polimrics.6.12. Selecci de materials per a dissenys en enginyeria usant materials plstics.

Descripci:

Descripci:








TEMA 7: CERMIQUES I VIDRES

TEMA 8: MATERIALS COMPSITS

Dedicaci: 15h 40m

Dedicaci: 14h 50m

Grup gran/Teoria: 5h Grup mitj/Prctiques: 1h Aprenentatge autnom: 9h 40m


7.1. Estructures cristallines de cermiques iniques senzilles.7.2. Estructura de silicats.7.3. Processat de cermiques. 7.4. Cermiques tradicionals i d'enginyeria. 7.5. Propietats elctriques de materials cermics. 7.6. Propietats mecniques de les cermiques.7.7. Propietats trmiques de les cermiques.7.8. Vidres.

8.1. Fibres per materials compsits.8.2. Plstics reforats amb fibres.8.3. Processos de conformat en motlle obert per plstics reforats amb fibres.8.4. Processos en motlle tancat.8.5. Formig.8.6. Asfalt i mescles asfltiques.8.7. Fusta.8.8. Estructures sandwich.8.9. Materials compostos de matriu metllica i matriu cermica.8.10. Nanocompsits 8.11. Inspecci i control de qualitat.

Descripci:

Descripci:








TEMA 9: PROPIETATS MECNIQUES DELS MATERIALS

TEMA 10: COMPORTAMENT EN SERVEI I DURABILITAT DE MATERIALS

Dedicaci: 17h

Dedicaci: 16h 30m



9.1. El processament dels materials.9.2. Tensi i deformaci.9.3. Assaigs de tracci i els diagrames tensi - deformaci.9.4. Duresa i assajos de duresa. 9.5. Deformaci plstica. 9.6. Enduriment de metalls per soluci slida.9.7. Recuperaci i recristallitzaci de metalls deformats plsticament.

10.1.Fractura de materials.10.2.Fatiga de materials.10.3.Fluncia i relaxaci de tensions.10.4.Corrosi electroqumica de metalls. 10.5.Piles galvniques.10.6.Cintica de la corrosi. 10.7.Tipus de corrosi.10.8.Oxidaci de metalls. 10.9.Control de corrosi. 10.10. Degradaci de polmers. 10.11. Reciclatge de materials.

Descripci:

Descripci:








Planificaci d'activitats

ACTIVITAT 1: CLASSES DE TEORIA

ACTIVITAT 2: CLASSES DE PROBLEMES

Descripci:

Descripci:

Exposici dels continguts de l'assignatura seguint un model de classe expositiva participativa.

De cadascun dels continguts el professorat indica a l'alumnat una srie de qestions, exercicis i problemes que aquest ha resoldre. En les classes dins de l'aula es fa un seguiment dels treball que ha fet l'alumnat, solucionant els dubtes que se li puguin haver presentat i discutint les diferents aproximacions o solucions a un exercici o problema plantejat.

Material de suport:

Material de suport:

Bibliografia bsica i especfica.Apunts del professorat (Atenea).

Bibliografia bsica i especfica.Apunts del professorat (Atenea).

Descripci del lliurament esperat i vincles amb l'avaluaci:


Aquesta activitat s'avalua, conjuntament amb l'activitat 2, amb la realitzaci de dues proves escrites: EXAMEN PARCIAL (activitat 4) i FINAL (activitat 5) seguint la programaci de la EET.

Aquesta activitat s'avalua, conjuntament amb l'activitat 1, amb la realitzaci de dues proves escrites: EXAMENS PARCIAL (activitat 4) i FINAL (activitat 5) seguint la programaci de l'EET.

Objectius especfics:


En finalitzar cadascuna de les classes, l'estudiantat ha de ser capa d'assolir i consolidar els coneixements de la Cincia de Materials necessaris pel seguiment de l'assignatura.

En finalitzar aquestes classes, l'estudiantat ha de ser capa d'aplicar els coneixements terics de la matria en l'aplicaci de casos prctics.Tamb, i des del punt de vista de la metodologia de resolucions de problemes, l'estudiantat ha de ser capa de:-Analitzar el problema: entendre l'enunciat. Respondre preguntes del tipus: De quinesdades disposo, qu s'em demana?-Desenvolupar un pla per a resoldre el problema: Considerar els possibles camins segons la informaci donada i all que es demana. Determinar els principis i les relacions que uneixen les dades amb la incgnita.-Resoldre el problema: Saber utilitzar la informaci coneguda, les equacions i les relacions per a allar la/es incgnita/es. Seguir les regles i les instruccions sobre els signes, unitats i xifres significatives.-Comprovar la soluci: veure si la resposta el lgica i raonable. Verificar si sn correctes tant les unitats aix com el nombre de xifres significatives.

Grup gran/Teoria: 24h Aprenentatge autnom: 45h

Grup mitj/Prctiques: 15h Aprenentatge autnom: 22h 30m

Dedicaci: 69h

Dedicaci: 37h 30m




ACTIVITAT 3: PRCTIQUES DE LABORATORI

ACTIVITAT 4: EXAMEN 1R PARCIAL

ACTIVITAT 5: EXAMEN FINAL

Descripci:

Descripci:

Descripci:

Realitzaci de prctiques de laboratori del Dpt. de Cincia de Materials i Enginyeria Metal.lrgica.

Cada prctica consta de tres parts: preparaci per part de l'alumne de la prctica segons el gui determinat, execuci i realitzaci de l'informe final.

Desenvolupament de l'examen parcial de l'assignatura.

Desenvolupament de l'examen final de l'asignatura.

Material de suport:Tot el material necessari per a la realitzaci de la part experimental al laboratori.Gui detallat amb el model de l'informe que l'alumne haur de lliurar al professor al final de cada prctica.Apunts dels temes relacionats amb les prctiques a ATENEA.




Informe presentat per l'alumne al final de cada prctica.

Examen resolt sobre el plec de fulls lliurat a l'inici de la prova.Aquesta activitat est avaluada com a part de l'element N1P de l'avaluaci global de l'assignatura.

Examen resolt sobre el plec de fulls lliurat a l'inici de la prova.Aquesta activitat est avaluada com a part de l'element N2P de l'avaluaci global de l'assignatura.



En finalitzar aquesta activitat, l'estudiant ha de ser capa de:-Adquirir destreses experimentals.-Saber descriure les activitats realitzades.-Saber tractar les dades experimentals i treure conclusions.-Aprendre a elaborar informes dels treballs experimentals de caire cientfico-tcnic.

Desenvolupar els coneixements adquirits a les sessions teriques, classes de problemes i de laboratori i mostrar elnivell d'assoliment aconseguit.

Grup petit/Laboratori: 15h Aprenentatge autnom: 22h 30m

Grup gran/Teoria: 3h

Grup gran/Teoria: 3h

Dedicaci: 37h 30m

Dedicaci: 3h

Dedicaci: 3h




-NP1: Nota del primer examen parcial.-NP2: Nota de l'examen final.-NPL: Nota de les prctiques de laboratori.

La nota global s'obt de la segent expressi:

Nota global = 0.40 NP1 + 0.40 NP2 + 0.20 NPL

Sistema de qualificaci

Normes de realitzaci de les activitats

L'assistncia a les prctiques de laboratori sn obligatries. El mtode d'avaluaci de la nota NPL es comunicar als alumnes a travs del portal Atenea a principi de curs.

Bibliografia

Objectius especfics:Desenvolupar els coneixements adquirits a les sessions teriques, classes de problemes i de laboratori i mostrar elnivell d'assoliment aconseguit.

Bsica:

Complementria:

Smith, W.F. Fundamentos de la ciencia e ingeniera de materiales. 2 ed. Madrid: McGraw-Hill, 1998. ISBN 8448114299.

Callister, W.D. Introduccin a la ciencia e ingeniera de los materiales (vol. 1 y vol. 2). Barcelona: Revert, 1995-1996. ISBN 842917253X.

Shackelford, J.F. Introduccin a la ciencia de materiales para ingenieros. 4 ed. Madrid: Prentice Hall, 1998. ISBN 013807125X.

Askeland, D.R. Ciencia e ingenieria de los materiales. Madrid: International Thomson Editores, 2001. ISBN 8497320166.

Saja Saez, J.A. de; Rodrguez Prez, M..; Rodrguez Mndez, M.L. Materiales: estructura, propiedades y aplicaciones. Madrid: Thomson Paraninfo, 2005. ISBN 8497323467.

Casanovas, J.; Alemn, C. Introduccin a la ciencia de los materiales. Barcelona: Clamo Producciones Editoriales, 2002. ISBN 8495860112.

Barroso Herrero, S.; Ibez Ulargui, J. Introduccin al conocimiento de materiales. 2 ed. Madrid: UNED, 2002. ISBN 8436246519.

John, V.B. Ingeniera de materiales. [Wilmington]: Addison-Wesley Iberoamericana, 1994. ISBN 0201601451.

Gil, F.J.; Cabrera, J.M.; Maspoch M.Ll. Materiales en ingeniera: problemas resueltos. 2 ed. Barcelona: Edicions UPC, 2002. ISBN 9701507746.

Barroso Herrero, S; Gil Bercero, J.R. Construccin e interpretacin de diagramas de fase binarios. Madrid: UNED, 2004.

320007 - ctm - ciència i tecnologia dels materials

Documents