¡Descarga Ciencia e Ingeniería de Materiales: Programa de Estudio para Ingeniería Mecatrónica y más Ejercicios en PDF de Ciencia de materiales solo en Docsity!
1.- DATOS DE LA ASIGNATURA
Nombre de la asignatura : (^) Ciencia e Ingeniería de materiales
Carrera : Ingeniería Mecatrónica
Clave de la asignatura : (^) MTF-
SATCA (^1) 3-2-
2.- PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura.
Esta asignatura aporta al perfil del ingeniero Mecatrónico, el conocimiento de las propiedades y aplicaciones de los materiales para la selección y uso eficiente en componentes mecatrónicos utilizados en la industria.
Para integrar esta asignatura se debe tener el conocimiento y manejo adecuado de la tabla periódica que integran los diferentes materiales utilizados en las industrias de la transformación.
Puesto que esta materia dará soporte a otras, más directamente vinculadas con desempeños profesionales; se inserta en la primera mitad de la trayectoria escolar; antes de cursar aquéllas a las que da soporte. De manera particular, lo trabajado en esta asignatura se aplica en el estudio de los temas: propiedades mecánicas, eléctricas, magnéticas y térmicas,
Intención didáctica.
Se organiza el temario en seis unidades:
- En la primera unidad se abarca los conceptos básicos de estructura atómica, así como los defectos e imperfecciones y movimientos de átomos por difusión
- En la segunda unidad se analizan las propiedades mecánicas, magnéticas y térmicas de los materiales usados en la ingeniería y se sugiere realizar las prácticas correspondientes para comprobar estas propiedades.
- En la tercera unidad se estudia uno de los materiales más utilizados en el campo industrial como es el hierro y sus aleaciones, obtención, y designación así como el estudio de los metales y aleaciones no ferrosas.
- En la cuarta unidad se trata el control de la microestructura por medio de los tratamientos térmicos: temple, revenido, carburizado y nitruración. En esta parte se recomienda realizar prácticas de los tratamientos térmicos anteriormente mencionados.
- En la quinta unidad sedará el conocimiento de los materiales, polímeros, termoplásticos, termofijos y elastómeros; sus propiedades y aplicaciones
(^1) Sistema de Asignación y Transferencia de Créditos Académicos
en la industria. Así también sedará el conocimiento de materiales cerámicos, como el vidrio, la arcilla y productos refractarios de aplicación industrial.
- En la sexta unidad se tratará el efecto que causa la corrosión y el deterioro de los materiales. En esta parte el alumno conocerá los mecanismos existentes de la corrosión y su prevención. En el transcurso de las actividades programadas es muy importante que el estudiante aprenda a valorar las actividades que lleva a cabo y entienda que está construyendo su hacer futuro y en consecuencia actúe de una manera profesional; de igual manera, aprecie la importancia del conocimiento y los hábitos de trabajo.
Para realizar todas las actividades antes mencionada, se requiere que el profesor ponga atención y cuidado en los aspectos del desarrollo de las actividades de aprendizaje de esta asignatura.
4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Participantes^ Evento
Instituto Tecnológico Superior de Irapuato del 24 al 28 de agosto de
Representantes de los Institutos Tecnológicos de: Apizaco, Celaya, Ciudad Cuauhtémoc, Cuautla, Durango, Guanajuato, Hermosillo, Huichapan, Irapuato, Jilotepec, Jocotitlán, La Laguna, Oriente del Estado de Hidalgo, Pabellón de Arteaga, Parral, Reynosa, Saltillo, San Luis Potosí, Tlalnepantla, Toluca y Zacapoaxtla.
Reunión Nacional de Diseño e Innovación Curricular para el Desarrollo y Formación de Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería Mecatrónica.
Desarrollo de Programas en Competencias Profesionales por los Institutos Tecnológicos del 1 de septiembre al 15 de diciembre de 2009.
Academias de Ingeniería Mecatrónica de los Institutos Tecnológicos de: Apizaco, Zacapoaxtla, Jocotitlan
Elaboración del programa de estudio propuesto en la Reunión Nacional de Diseño Curricular de la Carrera de Ingeniería Mecatrónica.
Instituto Tecnológico de Mexicali del 25 al 29 de enero de 2010.
Representantes de los Institutos Tecnológicos de: Apizaco, Celaya, Ciudad Cuauhtémoc, Cuautla, Durango, Guanajuato, Hermosillo, Huichapan, Irapuato, Jilotepec, Jocotitlán, La Laguna, Mexicali, Oriente del Estado de Hidalgo, Pabellón de Arteaga, Reynosa, Saltillo, San Luis Potosí, Toluca y Zacapoaxtla.
Reunión Nacional de Consolidación de los Programas en Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería Mecatrónica.
5.- OBJETIVO GENERAL DEL CURSO
Comprender las propiedades y el comportamiento de diferentes materiales utilizados en ingeniería para poder seleccionar el material más adecuado de acuerdo a su aplicación.
6.- COMPETENCIAS PREVIAS
- Interpretar la tabla periódica
- Conocer la Teoría cuántica y estructura atómica.
- Conocer los Elementos químicos y su clasificación.
- Identificar los tipos de Enlaces químicos.
7.- TEMARIO
Unidad Temas Subtemas 1 Estructura, arreglos y movimiento de los átomos.
1.1 Importancia y clasificación de los materiales en ingeniería. 1.2 Arreglos atómicos. 1.3 Defectos e imperfecciones. 1.4 Movimiento de átomos (difusión)
2 Propiedades mecánicas y físicas de los materiales.
2.1 Propiedades mecánicas de diferentes materiales. 2.2 Propiedades eléctricas, magnéticas y térmicas 2.3 Materiales semiconductores. 3 Metales y aleaciones. 3.1^ El hierro y sus aleaciones 3.2 Procesos de obtención de hierros y aceros. 3.3 Designaciones y Clasificaciones de los aceros. 3.4 Metales y aleaciones no ferrosas.
4
Control de la microestructura
4.1 Endurecimiento por deformación. 4.2 Tratamientos térmicos. 4.3 Temples y revenidos. 4.4 Carburizado y nitrurizado.
Polímeros. Cerámicos y compuestos
5.1 Termoplásticos, termofijos y elastómeros 5.2 Adhesivos y aditivos utilizados en polímeros. 5.3 Clasificación, estructura y aplicaciones de las cerámicas (vidrios, arcilla y sus productos, refractarios, materiales
8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS
El profesor debe:
- Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes
- Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería con enfoque sustentable.
- Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante
- Hacer uso de los sistemas de cómputo para presentaciones didácticas.
- Visitar empresas donde se observe la utilización, procesamiento u obtención de los diferentes materiales utilizados en ingeniería.
- Proponer prácticas donde se observen los fenómenos tratados.
- Fomentar el trabajo grupal,, tanto para actividades practicas como teóricas.
9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN
- Examen diagnóstico.
- Participación individual y en equipo.
- Reporte en la participación por equipo
- Elaboración y exposición de trabajos de investigación.
- Exámenes orales y escritos.
- Reporte de las visitas a empresas.
- Reporte de prácticas realizadas
10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE
Unidad 1: Estructura, arreglos y movimiento de los átomos.
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Conocer la clasificación de los materiales, según su estructura atómica, así como también sus arreglos atómicos
Que el alumno conozca los tipos de dislocaciones y su origen así como sus efectos en los materiales
Conocer los movimientos atómicos que se tiene al aplicar a un material ciertos tratamientos y trabajos mecánicos que ocasionan la difusión
- Investigar los diferentes arreglos atómicos que existen en los materiales amorfos y cristalinos
- Clasificar los arreglos atómicos en los diferentes sistemas cristalinos de un material
- Realizar ensayos de tensión, compresión, doblez e impacto para determinar las propiedades mecánicas de dichos materiales.
- Realizar un tratamiento térmico a ciertos materiales para comparar el efecto que causa la difusión atómica en los materiales.
Unidad 2: Propiedades mecánicas y físicas de los materiales.
Competencia específica a desarrollar (^) Actividades de Aprendizaje
Conocer la ley de Hooke y graficar el comportamiento de los materiales
en un diagrama esfuerzo- deformación y determinar los puntos importantes de dicho diagrama.
Determinar el módulo de
- Realizar ensayos de tensión, compresión, doblez, impacto, dureza, fatiga para determinar las propiedades mecánicas de dichos materiales.
- Que el alumno compare los resultados obtenidos en los diversos ensayos con los datos contenidos en manuales.
- Determinar la conductividad de diferentes materiales
aceros (Carburizado y nitrurizado)
Unidad 5: Polímeros. Cerámicos y compuestos
Competencia específica a desarrollar (^) Actividades de Aprendizaje
Conocer las estructuras y comportamiento de los termoplásticos, termofijos y elastómeros
Conocer la clasificación, estructura y aplicaciones de los materiales cerámicos.
- Investigar el comportamiento de los materiales termoplásticos, termofijos y elastómeros al aplicarles calor.
- Investigar las aplicaciones de los polímeros
- Realizar pruebas de materiales elastómeros y termofijos y termoplásticos en cuanto a su dureza y resistencia a la deformación
- Investigar los tipos de adhesivos y aditivos utilizados en los polímeros y verificar las nuevas propiedades obtenidas.
- Investigar los productos que se fabrican con materiales cerámicos
- Uso de los materiales cerámicos como refractarios, eléctricos y electrónicos
- Investigar el uso de materiales compuestos como: reforzados con fibras y compuestos laminares.
Unidad 6: Corrosión y deterioro de materiales.
Competencia específica a desarrollar (^) Actividades de Aprendizaje
Conocer los tipos de corrosión, sus efectos y su prevención.
- Investigar los ambientes que provocan la corrosión.
- investigar el efecto que causa la corrosión química, electroquímica
- investigar las formas de protección existentes para prevenir la corrosión.
