as i g nat ura de e s t ruct ura y p ro p i e dad de l o s

TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO ENMECATRÓNICA ÁREA ROBÓTICA

EN COMPETENCIAS PROFESIONALES

ASIGNATURA DE ESTRUCTURA Y PROPIEDAD DE LOS MATERIALES

1. Competencias Plantear y solucionar problemas con base en losprincipios y teorías de física, química y matemáticas, através del método científico para sustentar la toma dedecisiones en los ámbitos científico y tecnológico.

2. Cuatrimestre Cuarto3. Horas Teóricas 134. Horas Prácticas 325. Horas Totales 456. Horas Totales por Semana

Cuatrimestre3

7. Objetivo de aprendizaje El alumno seleccionará materiales metálicos, nometálicos, polímeros, cerámicos, compuestos ysemiconductores, con base a su estructura cristalina,procesos de obtención y propiedades físicas, químicas,eléctricas y mecánicas, para su incorporación enprocesos industriales.

Unidades de AprendizajeHoras

Teóricas Prácticas Totales

I. Estructura de los materiales 4 8 12II. Propiedades de los materiales 5 16 21III. Materiales semiconductores 4 8 12

Totales 13 32 45

ELABORÓ: Comité de Ciencias Básicas REVISÓ: Dirección Académica

APROBÓ: C. G. U. T. y P FECHA DE ENTRADAEN VIGOR: Septiembre de 2018

F-CAD-SPE-28-PE-5B-04-A4

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

UNIDADES DE APRENDIZAJE

1. Unidad deaprendizaje I. Estructura de los materiales

2. Horas Teóricas 43. Horas Prácticas 84. Horas Totales 125. Objetivo de la

Unidad deAprendizaje

El alumno evaluará las propiedades y estructura en losmateriales, para su selección y procesamiento.




Temas Saber Saber hacer Ser

Estructura delos materiales

Describir el concepto deestructura y ciencia delos materiales.

Reconocer los tipos deenlaces que dan lugar ala formación de laestructura cristalina delos materiales:a) Iónico.b) Covalente.c) Metálico.

Explicar la formación delas estructuras:a) Cristalina: celdaunitaria, redes deBravaisb) Amorfos

Identificar laspropiedades físicas,mecánicas yestructurales con baseen los enlaces atómicos.

Representar conmodelos físicos lasestructuras cristalinasde los materiales:Metálicos, Polímeros,Cerámicos,compuestos ySemiconductores.

ObservadorAnalíticoSistemáticoMetódicoDisciplinadoProactivo





Característicasy defectos delos materiales

Identificar la clasificaciónde los materiales:Metálicos, Polímeros,Cerámicos ycompuestos.

Describir laspropiedades físicas,químicas y mecánicas delos materiales: Metálicos,Polímeros, Cerámicos,compuestos ySemiconductores.

Explicar la clasificaciónde los procesos deconformado, en frío y encaliente.

Describir los cambios enla estructura interna quesufren los materialesdurante suprocesamiento.

Describir los Tipos dedefectos estructuralespresentes en losmateriales:a) Defectos de puntob) Defectos de líneac) Defectos superficiales

Demostrarexperimentalmentelos cambios en laestructura ypropiedades de losmateriales, al sersometidos a procesosde conformado, enfrío y en caliente.

Evaluar laspropiedades de losmateriales en funciónde los defectos.

ObservadorAnalíticoSistemáticoMetódicoDisciplinadoProactivoTrabajo colaborativoConciencia ecológica





PROCESO DE EVALUACIÓN

Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizaje Instrumentos y tiposde reactivos

Elaborará a partir de un caso deestudio de relación deprocesamiento de estructura ypropiedad de los materiales uninforme que incluya:

- Tipo de material

- Justificación de laspropiedades del material conbase en sus enlaces

- Proceso de conformadoutilizado

- Estructura después delproceso de conformado

- Justificación de laspropiedades del material conbase en la estructura obtenidadespués del procesamiento

- Conclusiones

1. Comprender los enlacespresentes en los materialesMetálicos, Polímeros,Cerámicos y Semiconductores

2. Identificar las propiedadesfísicas, químicas y mecánicasde los materiales Metálicos,Polímeros, Cerámicos,compuestos y Semiconductores

3. Comprender las estructurascristalinas y amorfas presentesen los materiales

4. Comprender el efecto quetiene la estructura sobre laspropiedades de los materiales

5. Comprender el efecto quetienen los procesamientos en laestructura de los materiales

Estudio de casosLista de cotejo





PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE

Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticosAnálisis de casosPráctica en laboratorioTareas de investigación

PizarrónCañónArtículos científicosInternetEquipos de cómputoCalculadora científicaMaterial y equipo de laboratorioSoftware aplicado a los materiales

ESPACIO FORMATIVO

Aula Laboratorio / Taller Empresa




X



1.Unidad deaprendizaje II. Propiedades de los materiales

2.Horas Teóricas 53.Horas Prácticas 164.Horas Totales 21

5.Objetivo de la Unidadde Aprendizaje

El alumno Identificará los procesos de obtención y derivados delos materiales ferrosos, no ferrosos, polímeros, cerámicos ycompuestos, para su aplicación en procesos tecnológicos


Materialesferrosos

Describir lascaracterísticas ypropiedades de losmateriales ferrosos.

Describir el proceso deobtención del hierro y delacero.

Describir lanomenclatura de losmateriales metálicos:

a) Aceros al bajo,mediano y alto carbono

b) Aceros de baja y altaaleación

c) Aceros inoxidables

Nombrar materialesferrosos de acuerdo ala nomenclatura delas normas AISI yASTM.

ObservadorAnalíticoResponsableSistemáticoMetódicoDisciplinado





Materiales noferrosos

Describir lascaracterísticas ypropiedades de losmateriales no ferrosos.

Explicar las ventajas ydesventajas de losmetales no ferrosos;pesados y ligeros.

Describir las principalesaleaciones y usos de losmetales ligeros; cobre,Aluminio, Magnesio,Titanio.

Demostrarexperimentalmente,las propiedadesfísicas y mecánicasde las aleaciones demetales ligeros.


Polímeros Describir los conceptosde: monómeros,oligomeros, polímeros,macromoléculas, masamolecular.

Describir lanomenclatura de lospolímeros.

Describir la estructuramolecular de losmonómeros y polímeros.

Describir los procesos deobtención de polímeros.

Explicar las propiedadesfísicas y mecánicas delos polímeros, y susaplicaciones.

Demostrarexperimentalmente,las propiedadesfísicas y mecánicasde los polímeros.






Cerámicos Describir los conceptosde: materialescerámicos, tradicionalesy modernos.

Describir lanomenclatura de loscerámicos.

Describir la estructuramolecular de loscerámicos.

Describir los procesos deobtención de loscerámicos.

Demostrarexperimentalmente,las propiedadesfísicas y mecánicasde los cerámicos.






Compuestos Describir los conceptosde: compuestos, matriz yrefuerzo.

Describir lanomenclatura de loscompuestos.

Describir la estructuramolecular de loscompuestos.

Describir los procesos deobtención de loscompuestos.

Explicar las propiedadesfísicas y mecánicas delos compuestos,componentes yaplicaciones.

Identificar los tipos demateriales compuestos ysus elementos:a) Reforzado conpartículasb) Reforzado con fibrasc) Estructural

Demostrarexperimentalmente,las propiedadesfísicas y mecánicasde los cerámicos.

Seleccionarmaterialescompuestos con baseen las propiedades desus componentes.








Integrará un portafolio deevidencias con los resultados deuna serie de casos prácticoscorrespondientes a cada tipo dematerial, que incluya para cadacaso:

- Nomenclatura, estructura,procesamiento, propiedadesfísicas y mecánicas yaplicaciones

1. Comprender los conceptosde los materiales

2. Identificar los procesos deobtención de los materiales

3. Comprender la nomenclaturade los materiales.

4. Comprender el proceso deobtención de metales pesados yligeros.

5. Comprender la relaciónprocesamiento - estructura,propiedades de los materiales

Caso prácticoportafolio de evidencias






Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticosSoluciones de problemasPráctica en laboratorioAnálisis de casos

PizarrónCañónArtículos científicosInternetEquipos de cómputoMateriales y equipo de laboratorioSoftware para simulación de diseño

ESPACIO FORMATIVO





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1. Unidad deaprendizaje III. Materiales semiconductores

2.Horas Teóricas 43.Horas Prácticas 84.Horas Totales 12

5.Objetivo de la Unidadde Aprendizaje

El alumno describirá las propiedades físicas y eléctricas de lasuniones de materiales semiconductores P y N, para describir elfuncionamiento de dispositivos electrónicos


Estructuracristalina de losmaterialessemiconductores

Describir los tipos ycaracterísticas físicas yeléctricas de los materialessemiconductores.

Describir la estructuraatómica desemiconductoreselementales: Silicio yGermanio; y dopantes:Boro, Galio, Fósforo yCarbono.

Describir lascaracterísticas básicas desemiconductoresintrínsecos.

Describir la relación entreestructura electrónica yconductividad eléctrica desemiconductoresintrínsecos.

Demostrarexperimentalmenteel comportamientoeléctrico de lossemiconductores.

Demostrarexperimental lavariación deconductividad desemiconductoresen función de latemperatura.






Describir lascaracterísticas básicas desemiconductoresextrínsecos y el conceptode dopaje.

Describir la relación entreestructura electrónica yconductividad eléctrica desemiconductoresextrínsecos.

Describir lascaracterísticas básicas desemiconductoresextrínsecos y el conceptode dopaje.

Describir la relación entreestructura electrónica yconductividad eléctrica desemiconductoresextrínsecos.

Describir elcomportamiento de losSemiconductores Tipo N yP.

Explicar el comportamientode la uniónsemiconductora PN.





Propiedades delos materialessemiconductores

Describir las propiedadesbásicas de lossemiconductores y susuniones PN.

Describir las estructurasbásicas de uniones PN:a) unión NPN y PNP:transistor BJTb) Unión Al, SiO2, P:JFET, MOSFETc) Unión PNPN: Tiristores

Diagramar lascurvas deoperación I-V detransistores.

ObservadorAnalíticoResponsableSistemáticoMetódicoDisciplinadoProactivoTrabajo colaborativo

Estructuracristalina de losmaterialessuperconductores

Describir el concepto desuperconductividad.

Describir los tipos ycaracterísticas físicas yeléctricas de los materialessuperconductores.

Describir la estructuracristalina de los materialessuperconductores.








A partir de un caso de estudioelaborará un informe quecontenga:

- Características deSemiconductores intrínsecos yextrínsecos.

- Unión PN Polarizada en directoe Inverso

-Curvas de operacióna) Transistor de unión bipolarb) Transistor de efecto decampo.c) Tiristores

1. Identifica la estructuraatómica de los semiconductoreselementales y dopantes

2. Describe el comportamientode la unión semiconductora PN

3. Identifica los tipos básicosde uniones PNP, NPN y PNPN

4.Describir las característicasde los semiconductoresintrínsecos y extrínsecos, paralas diferentes uniones

Casos de estudioLista de cotejo






Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticosSoluciones de problemastareas de investigaciónAnálisis de casos

PizarrónCañónArtículos científicosInternetEquipos de cómputoEquipo didáctico de FísicaCalculadora científicaImpresos: casos y ejercicios

ESPACIO FORMATIVO





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CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUECONTRIBUYE LA ASIGNATURA

Capacidad Criterios de DesempeñoDesarrollar métodos analíticos yexperimentales con base en los principiosy teorías de la física y la química, laselección y aplicación de la metodologíapara obtener resultados que permitanvalidar la hipótesis.

Desarrolla un método de comprobación de lahipótesis, que incluya:- metodología seleccionada- solución analítica- descripción del procedimiento experimental- resultados

Argumentar el comportamiento defenómenos físicos y químicos, mediante lainterpretación, análisis y discusión deresultados, con base en los principios yteorías de la física y la química, paracontribuir a la solución de problemas ensu ámbito profesional".

Elabora un informe donde fundamenta losiguiente:- interpretación de resultados- discusión- conclusión-referencias teóricas-aplicaciones potenciales





FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Autor Año Título delDocumento Ciudad País Editorial

William F.Smith JavadHashemi

(2006)Cuartaedición

Fundamentos de laciencia e ingenieríade materiales

Aravaca España McGraw-Hill/Interamericana España

Pat L.Mangonon

(2001) Ciencia demateriales seleccióny diseño

Edo. México México PearsonEducación México

Donald R.Askeland

(2011)Sextaedición

Ciencia e ingenieríade los materiales

México, D.F México InternationalThomson Editores

James F.Shackelford

(2011)Cuartaedición

Ciencia demateriales paraingenieros

Edo. México México Prentice HallHispanoamericana

Lawrence E.Doyle, CarlA. KeyserJames L.Leach.George F.Schrader,Morse B.Singer.

(2008) Procesos ymateriales demanufactura paraingenieros.

México, D.F. México Ed. Diana

MikeII P:Groover

(2010)Terceraedición

Fundamentos demanufacturamoderna

D.F. México Prentice Hall

Richard A.Flinn, PaulK. Trojan

(2009) Materiales deingeniería y susaplicaciones.

México, D.F. México Ed. Mc. Graw Hill(2ª Edición)




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