MATERIALES EN INGENIERÍA QUÍMICA
PROGRAMA DE TEORÍA PROGRAMA DE PRÁCTICAS BIBLIOGRAFÍA
I. CONCEPTOS BÁSICOS
1. Introducción a la Ciencia de Materiales. - Ciencia e ingeniería de materiales. - Tipos de materiales. - Tendencias actuales en el uso de materiales.
2. Sólidos cristalinos. - Métodos de crecimiento de cristales. - Desviación de la estructura ideal. - Defectos puntuales: defectos de tipo Frenkel y Schottky. - Dislocaciones. - Defectos superficiales. - No estequiometría. - Disoluciones sólidas.
3. Difusión en estado sólido. - Mecanismos de difusión. - Velocidad de difusión. - Importancia del fenómeno en reacciones entre sólidos y en el tratamiento de materiales: formación de óxidos mixtos y sinterización.
4. Diagramas de Fase. - Sistemas de un componente. - Sistemas condensados de dos componentes. - Sistemas condensados de tres componentes.
II. TIPOS DE MATERIALES
5. Materiales metálicos y aleaciones: procesos generales de mejora de sus propiedades. - Deformación y tratamiento térmico. - Control del proceso de solidificación. Tamaño de grano. - Formación de aleaciones homogéneas. - Formación de aleaciones multifásicas. - Tratamientos superficiales.
6. Aleaciones ferrosas. - Aceros simples: diagrama de fase Fe-C. - Aceros especiales. -Hierros de fundición: fundición blanca, gris, maleable y dúctil.
7. Aleaciones no ferrosas. - Aleaciones ligeras: aleaciones con aluminio, magnesio o berilio. - Aleaciones de cobre. - Aleaciones de níquel y cobalto. - Aleaciones de titanio. - Aleaciones de cinc.
8. Materiales cerámicos. - Clasificación de los materiales cerámicos. - Materiales cerámicos cristalinos. - Vidrios. - Aplicaciones y propiedades. - Materiales cerámicos tenaces y resistentes a la fricción. - Materiales cerámicos avanzados.
9. Polímeros. -Clasificación. - Polimerización por condensación, adición y apertura de ciclo. -Grado de polimerización. - Morfología: Estereoquímica, polímeros vítreos y polímeros cristalinos. - Polímeros termoplásticos, termoestables y elastómeros. -Polímeros inorgánicos.
10. Cristales líquidos. - Cristales líquidos termótropos: tipos de mesofases; relación estructura molecular-comportamiento mesógeno; aplicaciones. - Cristales líquidos liótropos. - Polímeros con propiedades mesógenas. - Metalomesógenos. - Cristales líquidos de importancia biológica.
11. Materiales compuestos (Composites). - Materiales compuestos formados por agregados de partículas: Hormigón y asfalto. - Materiales compuestos reforzados con fibras. -Materiales compuestos de matriz metálica y matriz cerámica. - Materiales compuestos por láminas. - Estructuras tipo emparedado o sandwich.
III. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
12. Propiedades mecánicas. - Propiedades mecánicas de los diferentes materiales. -Deformación. - Elasticidad y plasticidad. - Carga y deformación. - Contribuciones microscópicas a la resistencia de los sólidos. - Fluencia, fatiga y fractura. - Microdureza.
13. Propiedades térmicas. -Capacidad calorífica. - Expansión térmica. - Conductividad térmica. - Tensiones térmicas.
14. Conductividad eléctrica. - Conductividad iónica: electrolitos sólidos. Conductividad electrónica: materiales aislantes, semiconductores y conductores. - Semiconductores: intrínsecos y extrínsecos, amorfos y de valencia mixta. - Superconductores.
15. Otras propiedades eléctricas. -Efectos termoeléctricos: Termopares. - Materiales dieléctricos. - Materiales ferroeléctricos. - Materiales piezoeléctricos. - Precursores para materiales electrónicos.
16. Propiedades magnéticas. - Tipos de comportamiento de los materiales en un campo magnético. - Ferrimagnetismo. - Materiales con propiedades magnéticas interesantes: metales; óxidos binarios y óxidos mixtos. -Materiales magnéticos moleculares.
17. Propiedades ópticas. -Fenómenos de emisión: luminiscencia; materiales fosforescentes; láser. -Transmisión de información mediante luz: fibras ópticas. -Materiales con propiedades ópticas no lineales.
Por necesidades de laboratorio se imparten en el 1er cuatrimestre junto con la asignatura Experimentación en Química II y consisten en la preparación y ensayos de algunas de las propiedades que presenten algunos materiales representativos de los diferenes grupos de materiales seleccionados entre un amplio grupo de prácticas.
1.- Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales / William F. SMITH. - 20 ed. - Madrid : McGraw-Hill-Interamericana de España, 1992. - ISBN 8-476-15940-4
2.- Engineering materials / R.L. TIMINGS. - 2 volúmenes. - London : Longman, 1989. - ISBN 0-582-42444-5
3.- Materials Science / J.C. ANDERSON ; K.D. LEAVER ; R.D. RAWLINGS y J.M. ALEXANDER. - 4th ed. [repr.] - London [etc.] : Chapman & Hall, 1991). - ISBN 0‑0442‑31189-3
4.- Engineering materials and their applications / R.A. FLINN y P.K. TROJAN. - Boston, Houghton Mifflin, 1990. - ISBN 0-395-43305-3
5.- Engineering materials : an introduction to their properties and applications / Michael F. ASHBY ; David R.H. JONES. - 2 volúmenes. - Oxford : Pergamon Press. - ISBN 0080261388 (repr. 1993); ISBN 0-080-32532-7 (repr. 1992)
6.- Materials science / B. ARAZAMASOV (ed.lit.). - Moscú : Mir, 1989. - ISBN 5-030-00074-7
7.- Main group elements and their compounds : perspectives in materials science, chemistry and biology / V. G. Kumar DAS. - Berlin [etc.] : Springer [etc.], 1996. - ISBN 3-540-61425-7
Un examen parcial y un examen final.