Introducción a la Ciencia de los Materiales Categoria: Calidad de vida Miremos donde miremos los materiales forman parte de nuestro mundo. Este curso se ocupa principalmente de las propiedades, clasificación, procesamiento y usos de las diversas manisfestaciones de la materia en el Universo.
ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 1. Ciencia de los materiales: aplicación aerospacial. Relación entre propiedades mecánicas, densidad y temperatura de aceros, aleaciones ligeras, plásticos, materiales compuestos y cerámicos. Coste y disponibilidad de los materiales. 2. Fundamentos de mecánica cuántica y física del estado sólido. Mecánica de Maxwell-Bolztman : propiedades térmicas. Partículas elementales y ondas. Efecto Compton. Densidad de estados: ecuaciones de Fermi Dirac y BoseEinstein. Propiedades electromagnéticas. 3. Enlace metálico. Estructura cristalina de los metales: características principales. Difractometría. Problemas. Formación de aleaciones: reglas. Tipos de constituyentes en materiales metálicos. 4. Enlaces primario y secundario en polímeros. Estructura y estados de los polímeros y cerámicos: características principales. Fusión y reblandecimiento de polímeros. Transiciones térmicas de polímeros. Copolimerización. Solidificación de cerámicos. 5. Solidificación de materiales metálicos. Transformaciones sólido-líquido. Estructura granular de los metales. Efecto de la velocidad de enfriamiento. Tamaño de grano. 6. Energía libre. Obtención teórica de diagramas de equilibrio. Influencia de las variables termodinámicas. Diagramas de equilibrios binarios y ternarios. Reglas. Reacciones sólido-líquido en materiales metálicos. Transformaciones en estado sólido: reacciones. 7. Defectos en los cristales metálicos. Teoría de dislocaciones: tipos, características de éstos, fuerza y energía de las dislocaciones. Sistemas de deslizamiento. Escalones y codos. Mecanismo de Orowan. 8. Propiedades mecánicas: el módulo elástico, la rigidez de los materiales. Tensiones-deformaciones de ingeniería y verdaderas. Límite elástico. Estricción. Acritud. Dureza y tenacidad. Problemas.
9. Mecanismos de endurecimiento de materiales metálicos: solución, deformación plástica, y tratamiento térmico. Efecto de la forja y moldeo de materiales metálicos. Textura. 10. Factores enfragilizadores de los materiales. Efecto de entalla, bajas temperaturas, triaxialidad, estados de deformación plana, velocidad de aplicación de las cargas. Problemas. 11. Comportamiento a fatiga de los materiales: límite de fatiga. Fatiga de altos y bajos ciclos. Mecanismos de incubación del daño. Rotura por fatiga. Factores geométricos y micro estructurales. Regla de Miner. Problemas. 12. Tenacidad a fractura : para tensión plana y deformación plana. Variación de la tenacidad a fractura con el espesor. Mecanismos de crecimiento de grietas. Ecuación de Paris. Aplicación a los criterios de diseño aeronáutico y al mantenimiento de aeronaves. Problemas. 13. Comportamiento a altas temperaturas. Fluencia. Difusión. Temperatura de auto difusión. Etapas de fluencia, influencia del tamaño de grano. Rotura por fluencia: parámetro de Larsen-Miller. Efecto de la micro estructura. Problemas. 14. Oxidación y corrosión de materiales metálicos. Energía de oxidación. Velocidad de oxidación. Micro mecanismos. Pasivazo. Corrosión. Potenciales. Tipos de corrosión. Protección contra la oxidación y corrosión. 15. Fricción y desgaste de materiales. Fricción entre materiales. Coeficientes de fricción. Efecto de la lubricación. Desgaste adhesivo y desgaste abrasivo.