UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: M1623
Materiales Cerámicos
Última Actualización de la Asignatura: 18/09/2017

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03026 - Ingeniería en Materiales 2018 Obligatoria
Totales: 0
Clases:
Evaluaciones:
4to
-

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería en Materiales - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(M1617) Fundamentos del Comportamiento de los Materiales II

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Materiales

Departamento: Mecanica

Tipificación: Tecnologicas Aplicadas (TA)

Ingeniería en Materiales - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 80hs SEMANALES: 5 hs
TEORÍA
48.0 hs
PRÁCTICA
32.0 hs
TEORÍA
3 hs
PRÁCTICA
2 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
16.0 hs
Resol. de Problemas abiertos
9.0 hs
Proyecto y Diseño
0.0 hs
PPS
0.0 hs

TOTAL COMPUTABLES HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)

80.0 hs


0.0 hs


PLANTEL DOCENTE

No se ha actualizado el plantel docente aún.

OBJETIVOS

Los materiales cerámicos, incluyendo los materiales inorgánicos no metálicos, son junto a los metales y los polímeros una de las grandes áreas de estudio de los materiales en general. Esta asignatura tiene como objetivo capacitar al alumno en esta temática, integrando gran cantidad de los conocimientos adquiridos en las materias básicas, y asi poder conocer las propiedades de estos materiales, como así también su comportamiento, sus procesos de elaboración y sus aplicaciones. Ademas, el curso introduce al alumno en la amplia diversidad de procesos y operaciones que tienen lugar en la industria cerámica.

PROGRAMA SINTÉTICO

Materias primas naturales y sintéticas. Procesos de fabricación de materiales cerámicos. Cerámicos refractarios y estructurales. Cerámicos compuestos para corte, perforación y aplicaciones tribológicas. Cerámicos para uso eléctrico, electrónico, óptico y nuclear. Vidrios y biocerámicas. Tratamientos superficiales y recubrimientos. Mecanismos de degradación de materiales cerámicos. Criterios para la selección de materiales cerámicos. Criterios y herramientas para diseño y proyecto de piezas en material cerámico

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 18/08/2017 - Actualidad

1. Introducción: Definición de materiales cerámicos. Descripción general de propiedades, características, aplicaciones y clasificación.
2. Propiedades de los materiales cerámicos. Constitución estructural. Composiciones químicas. Diagramas y transformaciones de fases. Micro y macro estructuras. Estudio de estructuras, interfaces y porosidad y su relación con las propiedades. Defectos.
3. Materias primas naturales y sintéticas. Propiedades químicas y físicas. Procesamiento. Molienda. Separación. Purificación. Influencia de las características de la materia prima sobre los procesos de fabricación.
4. Procesos de fabricación de materiales cerámicos. Comportamiento de sistemas de partículas secos, en líquidos y pastas. Procesos de conformado: características, variables de operación e influencia sobre la micro y macroestructura, propiedades que confieren al producto. Alcances
5. Tratamientos térmicos de secado y sinterizado: mecanismos, etapas, condiciones y parámetros de sinterizado. Liga de partículas: metálica, vítrea y química. Influencia de las materias primas y los procesos previos sobre los tratamientos térmicos. Densificado y su influencia sobre comportamiento de los consolidados y propiedades. Defectos.
6. Cerámicos refractarios. Características y clasificación. Materias primas y procesamiento. . Procesos de fabricación, equipos. Estructuras, propiedades, criterios de selección y ensayos. Aplicaciones.
7. Cerámicos mecánicos y estructurales. Clasificación. Estructuras, propiedades, procesamiento y comportamiento. Aplicaciones.
8. Cerámicos compuestos para corte, perforación y aplicaciones tribológicas. Tipos de estructuras, variantes, propiedades y análisis de comportamiento. Características de los procesos de fabricación.
9. Cerámicos para uso eléctrico, electrónico, óptico y nuclear. Clasificación. Estructuras, propiedades, procesamiento y comportamiento.
10. Vidrios. Características. Formadores y modificadores del vidrio. Composición química. Comportamiento durante cambios térmicos. Temperatura de transición. Procesos de elaboración y conformado.
11. Biocerámicas. Clasificación. Estructuras, propiedades, procesamiento y comportamiento. Aplicaciones.
12. Tratamientos superficiales y recubrimientos. Tipos: recubrimientos, químicos y estructurales. Características de los sustratos. Procesos y equipos. Aplicaciones.
13. Mecanismos de degradación y análisis de fallas de materiales cerámicos.
14. Análisis de herramientas para diseño de piezas cerámicas y métodos de elaboración.Criterios para la selección de materiales cerámicos.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 22/06/2017 - Actualidad

LOS MATERIALES CERÁMICOS. Eduardo A. Mari. Editorial Alsina, Bs. As. 1998
REFRACTARIOS. F. N. Norton. Ed. Blume. Barcelona 1971.
TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES CERÁMICOS. Güeto Morales, JuanEd. Díaz de Santos.
Handbook of advanced ceramics. PROCESSING AND THEIR APPLICATIONS VOL. II: Somiya, Shigeyuki. Claussen, Nils. Aldinger, Fritz.
CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES/Smith, William F. McGraw-Hill, 2004. 3ª edición.
Handbook of advanced ceramics. VOL. I: MATERIALS SCIENCE. Somiya, Shigeyuki. Claussen, Nils. Aldinger, Fritz. 2003.
PHASE DIAGRAMS IN ADVANCED CERAMICS. Alper, Allen M., ed. c1995.
INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE MATERIALES PARA INGENIEROS. Shackelford, James F. Pearson Education, 2007 6° ed.
MATERIALES CERÁMICOS REFRACTARIOS/Zaretzky, Zelik. Cámara de Industriales Fundidores, 2007.
SINTERING OF CERAMICAS. Rahaman, Mohamed N CRC Press, 2008.
PRINCIPLES OF CERAMICS PROCESSING. Reed, James S. Wiley, 1995. 2nd. ed.
CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES. Askeland, Donald R.; Phulé, Pradeep P.; González y Pozo, Virgilio; Sánchez García, Gabriel; 4° ed. México, D. F: Cengage Learning, c2004.
CERÁMICA INDUSTRIAL: VOLUMEN I PRINCIPIOS GENERALES. Bilbao: Urmo, 1976. Enciclopedia de la química industrial, N° 9.
CERAMIC MATERIALS: SCIENCE AND ENGINEERING. Carter, Barry; Norton, M. Grant. New York: Springer, c2007.
ENGINEERING MATERIALS 2: an introduction to microestructures, processing and design. 2nd ed. Oxford. Butterworth Heinemann, c2001.
GLASSES AND AMORPHOUS MATERIALS. Weinheim; New York: VCH, 1991
CERAMIC MATERIALS: PROCESSES, PROPERTIES AND APLICATIONS. Nièpce, Jean Claude. Boch, Philipe. ISTE, 2007
STRUCTURAL COMPOSITE MATERIALS. F.C. Campbell. ASM International. 2010.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

A la mitad del desarrollo de la asignatura comenzaran con las actividades prácticas que se complementan con el trabajo de laboratorio planteado (carga horaria de 16hrs.) comenzando con
1 Análisis estructural por difracción de RX para observar la composición mineralógica de cerámicos y donde el alumno analizara los difractogramas obtenidos. Mediante la misma se detectan las distintas fases que constituyen el material, siendo una de las principales técnicas de caracterización para estos materiales. Se empleara un difractómetro de RX y el tiempo de la práctica es de dos horas.
2 Análisis Térmico, orientado a observar los principales cambios térmicos que sufren tanto las materias primas durante el proceso de cocción como también las transformaciones polimórficas de la sílice. Se realizará un análisis térmico diferencial de arcillas, caolines y la de una mezcla obtenida en el trabajo de laboratorio. Se identificaran y cuantificaran los compuestos a través de los termogramas obtenidos. El equipo empleado es ATD-TG que opera hasta 1500°C y se lo realizará en un tiempo de dos horas.
3 Conformado de probetas y obtención de un cuerpo cerámico. La práctica consiste en el colado en moldes de una suspensión de polvo cerámico. Se estudiará el comportamiento en cuanto a los fenómenos de dispersión, defloculación y viscosidad de suspensiones. El tiempo de realización es de tres horas.
4 Microscopia para observación y análisis de microestructuras y composición de las fases presentes en un tiempo de tres horas.
5 Cocción, termometría y propiedades mecánicas. El trabajo práctico consiste en la cocción a distintas temperaturas de un material cerámico de manera de estudiar e interpretar el proceso de sinterizado, mediante la contracción del mismo. Se medirán las propiedades mecánicas, según el caso, a la compresión o flexión en tres puntos y se las relacionará con la cocción y con las fases presentes. La cocción se realizará en horno-mufla que opera hasta 1200°C en un tiempo estimado de cuatro horas.
Se realizaran visitas a planta de 2 rubros de producción diferenciados por año. Donde podrán complementar con lo desarrollado en la cursada.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

La asignatura se encuentra divida en 14 unidades, en las cuales primero se realizará una introducción a las materias primas, procesos y aplicaciones. Paulatinamente a medida que avance la materia se irá profundizado en cada inciso hasta lograr que el alumno desarrolle un criterio óptimo para el diseño y fabricación de un material cerámico que cumpla con los requisitos deseados.
Al principio de cada clase habrá un intercambio de ideas y opiniones con la participación activa de los alumnos, los cuales deberán concurrir con el tema a desarrollar previamente leído. Posteriormente habrá una presentación por parte de los docentes, los cuales profundizaran los puntos más importantes sobre cada tema. Al final de cada clase el docente hará una desarrollo sobre el tema de la clase siguiente y dará la guía para la búsqueda del tema consignado a estudio.
Avanzada la cursada, cada alumno, en forma individual o en grupo, según lo establezca la Cátedra, deberá desarrollar un trabajo de proyecto y diseño sobre material cerámico, monográfico o de investigación bibliográfica, realizando una exposición y coloquio con la presencia integrantes del curso. Se deberá plantear cuestionario por cada alumno sobre las exposiciones realizadas.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

De acuerdo a la metodología con la que se desarrolla el curso, los alumnos tienen una activa participación en la clase, aplicándose un régimen de evaluación continua, teniéndose en cuenta el nivel de participación e idoneidad. La aprobación final de la materia será mediante un sistema de promoción directa, o por examen final, acorde a lo establecido por la Ordenanza N° 28/02.

MATERIAL DIDÁCTICO

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


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