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UANL - FIME Ciencia de los materiales

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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROGRAMA ANALÍTICO FIME

Nombre de la unidad de aprendizaje: Ciencia de los materiales Frecuencia semanal: 3 hrs. Horas presenciales: 60 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 30 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: ( ) obligatoria ( X ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 Fecha de elaboración: 9/Marzo/2010 Fecha de la última actualización: 28/Octubre/2011 Responsables del diseño: Dra. Laura Ortiz Rivera Dr. Edén Amaral Rodríguez Castellanos

Dra. Bindu Krishnan

Presentación:

En esta unidad de aprendizaje, la cual se encuentra dividida en 5 etapas el estudiante durante la primera de ellas podrá distinguir los diferentes tipos de materiales según el grupo al que pertenezcan en base a sus propiedades, así como identificar los enlaces químicos, estructuras cristalinas y mecanismo de cristalización que nos permitan determinar su correlación entre propiedades y procesamiento, en la segunda etapa podrá diferenciar entre los metales ferrosos, no ferrosos y sus respectivas aleaciones de mayor uso industrial mediante su composición deduciendo sus distintas áreas de aplicación, así mismo en las etapas tres, cuatro y cinco se podrá identificar los conceptos básicos


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y la clasificación específica de cerámicos, polímeros y compuestos, mediante sus características y comportamientos físicos, térmicos y químicos argumentando su importancia e impacto en aplicaciones tecnológicas, finalmente estos conocimientos le permitirá establecer la correlación entre estructura, propiedades y procesamientos en toda la gama de materiales ingenieriles.

Propósito:

Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad permitir a los estudiantes de ingeniería adquirir los conocimientos básicos de estructura

propiedades, procesamiento y caracterización para la selección, optimización y transformación de materiales metálicos, cerámicos, poliméricos y compuestos, con lo cual le ayudará a la toma de decisiones buscando solucionar problemas tanto de ingeniería como de medio ambiente a través de la aplicación de métodos y técnicas de investigación científica y tecnológica generando conocimiento para lograr un desarrollo sustentable en beneficio de su comunidad.

Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje:

Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales:

• Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.

• Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.

• Domina su lengua materna en forma oral y escrita con corrección, relevancia, oportunidad y ética adaptando su mensaje a la situación o contexto, para la transmisión de ideas y hallazgos científicos.

• Utiliza los métodos y técnicas de investigación tradicionales y de vanguardia para el desarrollo de su trabajo académico, el ejercicio de su profesión y la generación de conocimientos.


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Competencias personales y de interacción social

• Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible.

Competencias integradoras

• Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global interdependiente.

• Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones.

b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:

Aplicar los conocimientos básicos de la Ciencia de Materiales, a través de métodos y técnicas de análisis en forma estructurada, ordenada, coherente, reflexiva con carácter crítico mostrando pleno dominio tanto de forma escrita como oral de la lengua materna, encaminados a proyectos de ciencia básica y aplicada que permitan la oportuna y pertinente toma de decisiones argumentadas para la solución de problemas en ingeniería.


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Representación gráfica

Competencias de la Unidad

de Aprendizaje

Instrumentales

Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del

conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los

ámbitos personal, académico y profesional

Aplicar los conocimientos básicos de los Materiales, a través técnicas de

análisis en forma estructurada, ordenada, coherente, reflexiva

Distinguir los diferentes tipos de materiales según al grupo que pertenezcan en base a sus

propiedades para predecir sus comportamientos en un sistema, fenómeno o proceso

Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar

ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico

Aplicar los conocimientos básicos de los Materiales que permitan la oportuna y pertinente toma de

decisiones argumentadas

Identificar la estructura de los materiales realizando estudios comparativos para

determinar su impacto en propiedades y procesamiento

Domina su lengua materna en forma oral y escrita con corrección, relevancia,

oportunidad y ética adaptando su mensaje a la situación de contexto, para la transmisión

de ideas y hallazgos científicos

Aplicar los conocimientos básicos de los Materiales, mostrando pleno

dominio tanto de forma escrita como oral de la lengua materna

Distinguir las aleaciones ferrosas mediante sus composiciones para determinar las

propiedades y clasificaciones para aplicaciones industriales

Utiliza los métodos y técnicas de investigación tradicional y de vanguardia

para el desarrollo de su trabajo académico, el ejercicio de su profesión y

la generación de conocimientos

Aplicar los conocimientos básicos de los Materiales, a través de métodos de análisis en forma

estructurada, ordenada, coherente, reflexiva con carácter crítico

Diferenciar entre los metales no ferrosos y sus aleaciones de mayor uso industrial en base a sus propiedades para deducir sus

aplicaciones

Personales y de

Interacción

Social

Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás,

respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para

contribuir a construir una sociedad sostenible

Integradoras

Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a

superar los retos del ambiente global interdependiente

Aplicar los conocimientos básicos de los Materiales con carácter crítico mostrando pleno dominio para la

solución de problemas en ingeniería

Identificar los conceptos básicos y la clasificación de los materiales cerámicos con base a los rasgos, propiedades, comportamientos y procesamientos característicos para argumentar su importancia en

aplicaciones tecnológicas

Identificar los materiales poliméricos con fundamento en los conceptos básicos y

comportamientos físicos, térmicos y químicos para establecer su impacto en

aplicaciones tecnológicas

Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito

académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones

Aplicar los conocimientos básicos de los Materiales para la solución de problemas en

ingeniería

Analizar entre las distintas clasificaciones de materiales compuestos con fundamento en

sus características físicas y métodos de procesamiento para definir sus principales

aplicaciones


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Unidad temática 1: Introducción a Materiales de Ingeniería. Competencias particulares: Distinguir los diferentes tipos de materiales según al grupo que pertenezcan en base a sus propiedades para predecir sus comportamientos en un sistema, fenómeno o proceso. Identificar la estructura de los materiales realizando estudios comparativos para determinar su impacto en propiedades y procesamiento.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar propiedades de los materiales mediante sus características principales y tipos de estructura para categorizarlos en grupos y establecer su impacto en aplicaciones industriales.

Mapa conceptual de la clasificación de los materiales Síntesis de estructura propiedades y procesamiento de los materiales.

Mapa conceptual Contenga: � Presentación � Marco teórico � Análisis de

información � Resultados � Conclusiones

reflexivas Síntesis Contenga: � Índice � Presentación � Marco teórico � Análisis de


reflexivas � Referencias

Discusión de ideas en la que se involucre los conceptos de materiales de uso en ingeniería agrupados en: metales, cerámicos, polímeros y compuestos de acuerdo a sus propiedades y relacionándolo con los tipos de enlaces, estructuras cristalinas, mecanismo de cristalización y procesamiento, contribuirá extensamente para el desarrollo del mapa conceptual de la clasificación de los materiales. La discusión y análisis de contextos científicos y tecnológicos que ejemplifiquen la relación entre la estructura, propiedades y procesamiento de los materiales y su impacto en la industria y la vida cotidiana contribuirán al desarrollo de la síntesis de estructura, propiedades y procesamiento de los materiales.

Clasificación de los materiales en ingeniería. Estructuras cristalinas Propiedades y procesamiento de los materiales

Aula de clase Libros de texto Internet Rúbrica


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Unidad temática 2: Metales y sus aleaciones. Competencias particulares: Diferenciar entre los metales no ferrosos y sus aleaciones de mayor uso industrial en base a sus propiedades para deducir sus aplicaciones. Distinguir las aleaciones ferrosas mediante sus composiciones para determinar las propiedades y clasificaciones para aplicaciones industriales.





Distinguir los metales ferrosos, no ferrosos y sus respectivas aleaciones mediante su composición química y propiedades para establecer su importancia en las aplicaciones industriales.

Exposición dialogada de metales no ferrosos. Síntesis de aleaciones ferrosas.

Exposición dialogada Contenga: � Índice � Introducción � Marco teórico � Análisis de

información � Conclusiones

reflexivas � Referencias Síntesis de aleaciones ferrosas Contenga: � Índice � Presentación � Introducción � Marco teórico � Análisis de



Lluvia de ideas, discusión y análisis involucrando los conceptos de metales no ferrosos de uso en ingeniería de acuerdo a sus propiedades y campos de aplicación, también se definirán conceptos como interpretación de un diagrama de fases binario hierro carburo de hierro, así como la clasificación de las aleaciones ferrosas y su impacto en la industria y finalmente la resolución de problemas de diagrama de fases contribuirá directamente en el ensamble de una exposición dialogada de metales no ferrosos La participación continua en debates grupales, lluvia de ideas, desarrollo de mapas conceptuales y lectura de contextos científicos y tecnológicos, involucrando también la discusión y análisis que ejemplifiquen la relación entre propiedades y aplicaciones de los metales ferrosos y sus aleaciones en la industria y la vida cotidiana, lo cual contribuirá para el desarrollo de una síntesis de aleaciones ferrosas.

Aleaciones No ferrosas de cobre y aluminio. Aleaciones ferrosas. Diagrama de fases de Hierro Carburo de Hierro. Clasificación de los aceros



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Unidad temática 3: Cerámicos Competencias particulares: Identificar los conceptos básicos y la clasificación de los materiales cerámicos con base a los rasgos, propiedades, comportamientos y procesamientos característicos para argumentar su importancia en aplicaciones tecnológicas.





Identificar los principios básicos y la clasificación de los materiales cerámicos en base a sus propiedades comportamientos y procesamientos característicos para fundamentar su importancia en las aplicaciones tecnológicas.

Síntesis de materiales cerámicos.

Síntesis de materiales cerámicos Contenga: � Índice � Introducción � Marco teórico � Análisis de



Exposición dialogada en la que se involucre los conceptos de materiales cerámicos, propiedades y tipos de procesamientos, así como la clasificación de cerámicos y la relación con las aplicaciones tecnológicas, así mismo una discusión y análisis que ejemplifiquen la relación entre procesamiento y las propiedades en los materiales cerámicos y sus aplicaciones en la industria y la vida cotidiana. Finalmente una participación continua mediante debates grupales, lluvia de ideas, desarrollo de mapas conceptuales y lectura de contextos científicos y tecnológicos contribuirá al ensamble apropiado de una síntesis de materiales cerámicos.

Definición de materiales cerámicos cristalinos y no cristalinos. Propiedades de materiales cerámicos. Clasificación de materiales cerámicos. Procesos de conformado de materiales cerámicos. Aplicaciones de los materiales cerámicos.



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Unidad temática 4: Polímeros Competencias particulares: Identificar los materiales poliméricos con fundamento en los conceptos básicos y comportamientos físicos, térmicos y químicos para establecer su impacto en aplicaciones tecnológicas.





Distinguir la clasificación de los materiales poliméricos mediante su comportamiento físico, térmico y químico; así como sus métodos de procesamiento para establecer su impacto en aplicaciones tecnológicas.

Mapa conceptual de la clasificación de los materiales poliméricos.

Mapa conceptual Contenga: � Presentación � Marco teórico � Análisis de



Exposición dialogada en la que se involucre los conceptos de materiales poliméricos, propiedades y tipos de procesamientos, así como la clasificación de polímeros y mecanismos de polimerización y la relación con las aplicaciones tecnológicas, también una discusión y análisis que ejemplifiquen la relación entre procesamiento y propiedades en materiales poliméricos y sus aplicaciones en la industria y la vida cotidiana, así mismo la participación continua mediante debates grupales, lluvia de ideas, desarrollo de mapas conceptuales y lectura de contextos científico y tecnológico contribuyen extensamente para el desarrollo de un mapa conceptual de la clasificación de los materiales

poliméricos.

Definición de materiales poliméricos y mecanismos de polimerización. Propiedades de materiales poliméricos. Clasificación de materiales poliméricos. Procesos de conformado de materiales poliméricos. Aplicaciones de los materiales



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poliméricos.

Unidad temática 5: Compuestos Competencias particulares: Analizar entre las distintas clasificaciones de materiales compuestos con fundamento en sus características físicas y métodos de procesamiento para definir sus principales aplicaciones.





Identificar la clasificación de los materiales compuestos en base a sus propiedades para definir sus principales aplicaciones.

Exposición dialogada de materiales compuestos.

Exposición dialogada Contenga: � Índice � Introducción � Marco teórico � Análisis de



Participación continua mediante debates grupales, lluvia de ideas, desarrollo de mapas conceptuales y lectura de contextos científico y tecnológico involucrando los conceptos de clasificación de materiales compuestos y sus propiedades, así como los campos de aplicación, también se definirán conceptos de compuestos particuládos, fibrosos y laminares. Finalmente una discusión y análisis que ejemplifiquen la relación entre propiedades y aplicaciones de los materiales compuestos en la industria y la vida cotidiana contribuirá extensamente en el desarrollo de una exposición dialogada de materiales compuestos

Definición de los materiales compuestos. Propiedades de los materiales compuestos. Clasificación de los materiales compuestos. Aplicaciones de los materiales compuestos.



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Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Mapa conceptual de la clasificación de los materiales 5% Síntesis de estructura propiedades y procesamiento de los materiales 5% Exposición dialogada de metales no ferrosos 10% Síntesis de aleaciones ferrosas 5% Síntesis de materiales cerámicos 5% Mapa conceptual de la clasificación de los materiales poliméricos 5% Exposición dialogada de materiales compuestos 10% Exámenes 30% Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 25 %

Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante entregará un proyecto en el cual analizará un material específico por cada grupo de la división de materiales conteniendo: portada, introducción, resumen, antecedentes históricos, generalidades (propiedades físicas, térmicas y químicas), procesamiento, costos de producción, aplicaciones, impacto económico, social, ambiental y científico, conclusiones reflexivas y referencias bibliográficas. Se entregará el proyecto de forma impresa, así como un CD que contenga las fuentes de información analizada y el documento principal en Word.

Fuentes de apoyo y consulta:

� Libro: La Ciencia E Ingeniería De Los Materiales Autor: Donald R. Askeland

Editorial: Iberoamericana


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� Libro: Materials Science And Engineering: An Introduction Autor: William D., Jr. Callister

Editorial: Wiley

� Libro: Principles Of Materials Science And Engineering Autor: William F. Smith Editorial: Graw- Hill.

� Libro: Introducction To Physical Metallurgy Autor: Sidney H. Avner

Editorial: Mc Graw Hill

o Tema: Cerámicos Liga: http://ocw.usal.es/ensenanzas-tecnicas/ciencia-y-tecnologia-de-los-materiales/descargar-curso-completo/view

Fecha última revisión: Febrero 2011

� Revista: Ingenierías Año: 2011

# de revista: 53 Mes: Octubre-Diciembre

Nombre del artículo: Materiales híbridos magnéticos Autor: Martín Edgar Reyes Melo, Virgilio Ángel González González, Juan Francisco Luna Martínez

Perfil del docente:


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El profesor debe poseer un nivel académico de Maestría y/o Doctorado en Ingeniería mecánica o en ramas afines, que demuestre conocimiento habilidad y experiencia en el área de la Ciencia de los Materiales con pleno dominio de un segundo idioma (Inglés), así como ser competente en contextos pedagógicos que le permitan fomentar ambientes de aprendizaje participativos para contribuir a la formación integral del estudiante. Ficha bibliográfica del profesor: Dra. Laura Ortiz Rivera trabaja como maestro de tiempo completo en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica desde el 2002 hasta la fecha, obtuvo su licenciatura en 2000 como Ingeniero Mecánico Administrador, su Maestría en Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales en el 2002 y obtuvo el grado de Doctor en Materiales con especialidad en Polímeros en 2007 en la FIME de la UANL. Dr. Edén Amaral Rodríguez Castellanos trabaja como Profesor Investigador de FIME desde 2008 hasta la fecha, realizó su licenciatura como Ingeniero Mecánico y Electricista, su Maestría en Ingeniería Mecánica con especialidad en Materiales en el 2003 y obtuvo el grado de Doctor en Ingeniería de Materiales con especialidad en Cerámicos en el 2008 en la FIME de la UANL. Su línea de investigación es la síntesis, procesamiento y desarrollo de materiales cerámicos tradicionales, avanzados y técnicos. Dra. Bindu Krishnan trabaja como Profesor Investigador en FIME desde septiembre 2005 hasta la fecha, hizo su licenciatura en física, Maestría en Ciencia con especializado en Física del Estado Sólido en Calicut University, Kerala, India. Terminó su doctorado (Ph.D) en facultad de física de Cochin University of Science and Technology, Kerala, India en 2003. Hizo dos años de posdoctorado en Centro de Investigación en Energía de la Universidad Nacional Autónoma de México. Su línea de investigación es desarrollo de materiales para su aplicación en celdas solares de películas delgadas. Ha publicado 20 artículos en revistas internacionales en área de desarrollo de películas delgadas.

JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO


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COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE MATERIALES

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