Introducción (Temario PDF)

El curso está diseñado para ser impartido en 10 semanas con 3 horas de clase por semana.

La Ciencia e Ingeniería de Materiales es una disciplina que tiene como objetivo principal relacionar la microestructura y las propiedades macroscópicas de los materiales. Este es un curso introductorio a los conocimientos básicos en Ciencia e Ingeniería de Materiales y prepara al estudiante a que se familiarice con los arreglos cristalinos y electrónicos que existen en la materia, para después relacionarlos con propiedades macroscópicas observables.

  • Introducción. Relación síntesis-microestructura-propiedades.(2 horas)
    Modelación de materiales.
  • Estructura cristalina de sólidos.(6 horas)
    Celda unitaria, índices de Miller, redes de Bravais
    • Defectos.
      • a) Puntuales, lineales, de superficie.
      • b) No cristalinos: vidrios, polímeros.
  • Modelos de estructuras.(4 horas)
    • Empaquetamiento no compacto. Estructuras c.I , c.P.
    • Empaquetamiento compacto. c.F, hc.
    • Estructuras tipo: NaCl, ZnS, NiAs, TiO2).
    • Silicatos
  • Técnicas de caracterización microestructural.(6 horas)
    • XRD: ley de Bragg, cálculo de parámetros de red.
    • Microscopía electrónica: SEM, TEM.
    • Microscopía de barrido por tunelaje:STM, AFM.
  • Procesos de obtención de materiales.(6 horas)
    • Diagramas de fase: un componente, dos componentes, ternarios.
    • Metales. Colada en molde, enfriamiento rápido, enfriamiento ultrarrápido, metalurgia de polvos.
    • Cerámicos. Monocristales. Policristales
    • Preparación de polvos: conminusión, quemado, sinterizado.
    • Dispersión de sólidos en líquidos, precipitación controlada, precursores orgánicos, coloides acuosos y no-acuosos, reología de suspensiones, sol-gel.
    • Técnicas de formado, extrusión, moldeo por inyección (metales, cerámicos y polímeros), prensado. Fabricación de cintas. Gel-casting, fibras, nanopolvos
    • Manufactura del vidrio y relaciones propiedad-estructura.
    • Recubrimientos cerámicos, metálicos y poliméricos.
    • Métodos básicos del procesamiento de materiales híbridos (metal-cerámico, cerámico-polímero)
  • Propiedades.(6 horas)
    • Mecánicas (Ensayos de dureza, tensión, flexión, compresión. Curvas esfuerzo-deformación. Tenacidad, resistencia).
    • Eléctricas (conductores, aislantes, semiconductores, superconductores)
    • Magnéticas (diamagnetos, paramagnetos, ferromagnetos).

Bibliografía

  1. Fundamentals of Materials Science and Engineering.William D. Callister. 5a ed. J.Wiley, New York 2000.
  2. The Science and Engineering of Materials. Donald R..Askeland and Pradeep P. Phule. 4a ed., Thomson Books,California 2003.
  3. Solid state Chemistry and its Applications. Anthony R. West. J. Wiley, Chichester 1984
  4. New directions in solid state chemistry. C. N.R. Rao and J. Gopalakrishnan. 2a.ed.,Cambridge Univ. Press. Cambridge 1997.
  5. Mechanics of Materials. Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston. MacGraw-Hill.