Fundació TecnoCampus
eCampus
Universitat Empresa
eCampus

Que estàs buscant?

Informació general

Tipus d'assignatura: Obligatòria

Coordinador: Joan Triadó Aymerich

Trimestre: Tercer trimestre

Crèdits: 6

Professorat: 

Andreu Comajuncosas Fortuño

Idiomes d'impartició

  • Català

Aquesta assignatura ha estat matriculada amb èxit per una sèrie d'estudiants estrangers, la majoria d'ells d'Itàlia. Les classes s'imparteixen en català i s'espera que els estudiants assoleixin una comprensió bàsica del català parlat. Tanmateix, els exàmens i els informes pràctics es poden redactar en italià o en altres idiomes. Les preguntes públiques a l'aula i les preguntes privades al professor també es poden plantejar en italià o en altres idiomes.

Competències

Competències específiques

  • CE9: Conèixer els fonaments de la ciència, tecnologia i química de materials. Comprendre la relació entre la microestructura, la síntesi o processat i les propietats dels materials.

Descripció

Fonaments científics de l'estructura i propietats dels materials utilitzats a l'enginyeria mecànica i electrònica.

És recomanable, però no imprescindible, haver cursat assignatures anteriors de Física i Química.

Els continguts d'aquesta assignatura seran ampliats en assignatures posteriors.

Continguts

1. Estructures cristal·lines. Defectes.

Descripció

Enllaç atòmic: iònic, covalent, metàl·lic i secundari. Distància d'enllaç. Energia d'enllaç. Nombre de coordinació.

Sistemes cristal·lins. Cel·la unitat. Xarxes de Bravais.

Estructures de metalls: cúbica centrada al cos, cúbica centrada a les cares, hexagonal compacta.

Estructures de ceràmiques: clorur de cesi, clorur de sodi, fluorita, cristobalita, corindó, grafit, futbolà.

Estructures de polímers: polietilè.

Estructures de semiconductors: silici, arseniür de gal·li.

Posicions i direccions a la xarxa cristal·lina. Índexs de Miller. Índexs de Miller-Bravais.

Difracció de raigs X.

Aliatges. Regles de Hume-Rothery.

Defectes puntuals: vacant, àtom intersticial, defecte Schottky, defecte Frenkel.

Defectes lineals: dislocació d'aresta, helicoïdal i mixta. Vector de Burgers.

Defectes de superfície. Materials policristal·lins.

Defectes de volum. Vidres metàl·lics.

Difusió. Energia d'activació. Equació d'Arrhenius.

Producció tèrmica de defectes puntuals. Dilatació per l'aparició de vacants.

Lleis de Fick. Variació del coeficient de difusió amb la temperatura.

Difusió estacionària. Difusió superficial i intergranular.

Activitats vinculades

Resolució d'exercicis.

Primera prova parcial.

Pràctiques de laboratori.

 

2. Propietats mecàniques de materials.

Descripció

Tensió i deformació en metalls. Assaig de tracció. Deformació elàstica i plàstica. Recuperació elàstica.

Límit elàstic. Mòdul de Young. Resistència màxima a la tracció. Ductilitat. Tenacitat. Llei de Hooke.

Coeficient de Poisson. Cisallament.

Tensió i deformació en ceràmiques i vidres. Mòdul de ruptura. Model d'esquerdes de Griffith.

Tensió i deformació en polímers. Efecte de la temperatura i de la humitat.

Deformació a escala microscòpica. Sistemes de lliscament.

Duresa. Escales Brinell i Rockwell.

Fluència. Dependència amb la tensió i amb la temperatura. Relaxació de tensions.

Viscositat. Líquids superrefredats. Vidres. Vidre trempat. Vulcanització. Elastòmers.

Energia d'impacte. Assaig de Charpy. Fractura dúctil i fràgil. Temperatura de transició dúctil-fràgil. Tenacitat de fractura.

Fatiga. Resistència a la fatiga. Creixement de les esquerdes.

Assajos no destructius. Radiografia. Ultrasons.

Activitats vinculades

Resolució d'exercicis.

Primera prova parcial.

Pràctiques de laboratori.

 

3. Diagrames de fases.

Descripció

Regla de les fases de Gibbs.

Diagrama d'un component.

Diagrama binari. Solubilitat total. Microestructures característiques.

Diagrama eutèctic. Insolubilitat total. Solubilitat parcial.

Diagrama eutectoide. Ferrita-cementita i ferrita-grafit.

Diagrama peritèctic. Fusió congruent i incongruent.

Regla de la palanca.

Microestructures en refredament lent. Ferro colat. Acer.

Activitats vinculades

Resolució d'exercicis.

Segona prova parcial.

 

4. Propietats tèrmiques.

Descripció

Capacitat calorífica. Calor específica a pressió constant i a volum constant.

Dilatació tèrmica. Coeficient de dilatació lineal.

Conductivitat tèrmica. Llei de Fourier.

Xoc tèrmic.

Fases de solidificació: nucleació i creixement.

Refredament de l'acer. Transformacions martensítiques. Reveniment: martempering i austempering.

Tremp i duresa. Assaig Jominy. Enduriment per precipitació i per acritud. Recuita. Temperatura de recristal·lització.

Cristal·lització de vitroceràmica. Sinterització.

Activitats vinculades

Resolució d'exercicis.

Segona prova parcial.

Pràctica de laboratori.

 

5. Propietats elèctriques. Semiconductors.

Descripció

Conductivitat elèctrica. Llei d'Ohm. Resistència i resistivitat. Variació amb la temperatura i amb la composició d'un aliatge.

Bandes d'energia: valència i conducció. Nivell de Fermi.

Termoparells.

Superconductors.

Aïllants. Permitivitat dielèctrica.

Semiconductors intrínsecs i extrínsecs. Electrons i forats. Dopants p i n.

Dispositius semiconductors.

Activitats vinculades

Resolució d'exercicis.

Segona prova parcial.

 

Sistema d'avaluació

La qualificació final serà la mitjana ponderada de les qualificacions de les activitats avaluables:

Primera prova parcial: 40%

Segona prova parcial: 40%

Pràctiques de laboratori: 20%

Examen de recuperació: 80%

Hi haurà una primera prova parcial a meitat de curs, corresponent als temes 1 i 2, i una segona prova parcial a final de curs, corresponent als temes 3, 4 i 5.

Per als estudiants que no superin l’avaluació durant el curs, es mantindrà el 20% de la qualificació de pràctiques, i es farà un examen de recuperació global que valdrà el 80% de la nota.

L’examen de recuperació podrà servir per a aprovar l’assignatura amb un 5 de nota final, però no per a obtenir una nota superior a 5.

Bibliografia

Bàsic

William Callister. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. 1a. edició. Barcelona: Reverté, 2007. ISBN 9788429172539 - 9788429172546.

James Shackelford. Introducción a la ciencia de materiales para ingenieros. 6a. edició. Madrid: Pearson - Prentice Hall, 2008. ISBN 9788420544519.

William Smith, Javad Hashemi. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales. 4a. edició. Madrid: McGraw-Hill, 2006. ISBN 9701056388.

Complementary

Francisco J. Gil. Materiales en ingeniería. Problemas resueltos. Barcelona: UPC, 2000. ISBN 9788483014110.

Jesús Cembrero. Ciencia y tecnología de materiales. Problemas y cuestiones. Madrid: Pearson - Prentice Hall, 2005. ISBN 9788420542492.

Donald Askeland. Ciencia e ingeniería de los materiales. Madrid: Thomson - Paraninfo, 2001. ISBN 8497320166.

Pat Mangonon. Ciencia de materiales. Selección y diseño. Madrid: Pearson - Prentice Hall, 2002. ISBN 9789702600275.

Michael Ashby, David Jones. Materiales para ingeniería. 1a. edició. Barcelona: Reverté, 2010. ISBN 9788429172553 -9788429172560.