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Propiedades Superficiales de los Materiales
Dentro del Master Universitario en Ciencia y Tecnología de Materiales de la Universidad de Oviedo hay un bloque de asignaturas obligatorias que se encargan de describir y analizar las distintas propiedades de los materiales, es el Bloque I: Propiedades y caracterización de los materiales. Dentro de este bloque de asignaturas esta la denominada "Propiedades Superficiales de los Materiales" , que se imparte en el primer semestre.
Debe tenerse en cuenta que la mayoría de los fallos de los materiales se inician en la superficie de los mismos, cosa fácil de intuir si se tiene en cuenta que la superficie es la que esta en contacto con el exterior. De ahí la importancia de esta asignatura que se considera en este master como obligatoria.
Dicho lo anterior quiere hacerse notar que si bien algunos fenómenos se inician generalmente en la superficie, en seguida se propagan al interior de la pieza, como pudiera ser por ejemplo la fatiga. En este tipo de fallos es cierto que inicialmente tienen importancia las propiedades superficiales, pero no son objeto de esta asignatura, y dentro del Master hay otras asignaturas que se dedican a ello.
Se quiere concluir diciendo que los fenómenos que estudia este asignatura son los que además de iniciarse en la superficie, van degradando, por lo general, la superficie expuesta del material de forma que esta degradación avanza hacia el interior de la pieza. Estos fenómenos son los de corrosión tanto seca como húmeda y los de desgaste cuyos contenidos se analizan mas adelante.
Por lo tanto, el alumno que supere la signatura debe ser competente para identificar cuando se presenten estos fenómenos de corrosión y desgaste, a la vez que tiene que conocer los medios de los que se dispone para paliar o minimizar los mismos.
Para llegar a estas competencias, además de revisar los contenidos teóricos, se estudiaran los métodos más tradicionales de protección contra la corrosión y el desgaste, como la pasivación u otros que van adquiriendo esta categoría de tradicionales, como pueden ser los distintos métodos de proyección y tratamiento superficial.
También se pretende profundizar en las áreas que actualmente son objeto de investigación y desarrollo a nivel mundial en el control de los fenómenos de oxidación, corrosión y desgaste de los materiales.
Especialmente se incidirá en las nuevas soluciones tecnológicas que aminoran los fenómenos de oxidación, corrosión, erosión y desgaste, recordando sus principios y mostrando el uso que, para su control, se ha hecho de conceptos de ciencia básica.
Se realizaran practicas de laboratorio que aclaren y complementen los supuestos teóricos.
Además, el alumno tiene que realizar trabajos sobre casos concretos de oxidación, corrosión, erosión y desgaste en aplicaciones industriales reales. Estos trabajos podrán ser en grupo e individuales.
Dado que el Master en Ciencia y Tecnología de Materiales pretende acoger a estudiantes de diversa procedencia que hayan cursado previamente grados en ciencias o en ingenierías o licenciados en ciencias o ingenieros o ingenieros técnicos, no se requiere requisito adicional alguno. Se presupone que cualquier alumno que accede a cursar este Master tiene unas nociones mÍnimas de matemáticas, física, química y ciencia de materiales.
CG1
Capacitar al estudiante para integrarse en un grupo de trabajo de cara a desarrollar
proyectos de investigación y/o desarrollo en el campo de la ciencia y la tecnología de
los materiales.
CG2
Ser capaz de resolver problemas complejos y tomar decisiones comprometidas en el
ámbito de la ciencia y la tecnología de los materiales.
CG3
Poder llevar a cabo un trabajo de investigación en ciencia y tecnología de materiales
utilizando las fuentes bibliográficas existentes y los equipamientos de ensayo
disponibles.
CG4
Habilidad para comunicar trabajos científico-técnicos sobre ciencia y tecnología de
materiales, oralmente y por escrito, tanto a públicos especializados como a no
especializados, de un modo claro y conciso.
CG5
Aptitud de estudio, síntesis y autonomía suficientes para, una vez finalizado este
programa formativo, iniciar una Tesis Doctoral en el campo de la ciencia y la tecnología de materiales
CE1
Llegar a controlar las propiedades de los materiales a través de modificaciones en su
microestructura.
CE2
Llegar a mejorar las propiedades de los materiales, con objeto de obtener productos
novedosos o con mejores prestaciones.
CE7
Que el estudiante esté capacitado para llevar a cabo la selección de materiales de cara
a su uso en aplicaciones concretas.
CE10
Capacidad para manejar los equipamientos científicos, para diseñar experimentos
concretos y para interpretar los resultados obtenidos de los mismos.
CE12
Capacidad para llevar a cabo un trabajo de investigación o de tipo profesional sobre
materiales utilizando las fuentes bibliográficas y la normativa existente así como los
equipamientos de ensayo y técnicos disponibles
CE13
Capacidad para comunicar trabajos científico-técnicos sobre materiales, oralmente y
por escrito, tanto a públicos especializados como a no especializados, de un modo
claro y conciso
Conocimiento del comportamiento superficial de los materiales teniendo especial atención a los fenómenos de oxidación, corrosión y desgaste.
- Capacidad para evaluar la integridad estructural de componentes industriales sometidos a la acción de diferentes ambientes (oxidación y corrosión) y para predecir su vida útil en estas situaciones de servicio.
- Capacidad para manejar la normativa y conocer los equipamientos existentes para la ejecución de los ensayos de oxidación, corrosión y desgaste que mejor reproducen la situación real de servicio.
- Capacidad para discernir las causas de los fallos en servicio, estableciendo en cada caso acciones correctoras y preventivas del fallo en el futuro.
- Capacidad para decidir la tecnología de protección superficial idónea a cada caso concreto.
- Describir la topografía de superficie, aspectos físico-químicas de las superficies sólidas, y las interacciones de superficie.
- Reconocer las leyes de la fricción así como los mecanismos de fricción.
- Apreciar los diferentes mecanismos de desgaste así como sus mapas
- Identificar los tipos de lubricación.
- Examinar las aplicaciones industriales en las cuales se puede observar este tipo de degradación.
La asignatura se divide en cuatro bloques:
Bloque 1 Fenómenos de oxidación
1.1. El problema de la corrosión y clasificación de los procesos de corrosión
1.2. Corrosión a altas temperaturas, seca o gaseosa: La oxidación. Control de la corrosión seca.
Bloque 2 Fenómenos de corrosión
2.1. Corrosión húmeda o electroquímica. Aspectos teóricos
2.2. Fallos por corrosión, morfología de la corrosión húmeda.
2.3. Protección contra la corrosión
Bloque 3 Desgaste y su control
3.1. Introducción a la tribología. Procesos tribológicos básicos
3.2. Desgaste. Mecanismos de desgaste
Bloque 4 Métodos y soluciones tecnológicas de protección para evitar o reducir el desgaste
4.1. Lubricación. Regímenes de lubricación. Propiedades
4.2. Tratamientos superficiales. Térmicos, Termoquímicos. Mecánicos. Recubrimientos. Tipos y selección
El aprendizaje comprenderá 75 horas de trabajo del estudiante, de las cuales 52,5 se destinarán a trabajo personal y las 22,5 restantes a trabajo presencial, en el aula o laboratorio. El trabajo presencial se organiza, a su vez, en clases expositivas (teóricas y prácticas de tablero), clases prácticas de laboratorio, tutorías grupales y exámenes del modo que se indica a continuación y se detalla en la tabla 1:
Clases expositivas y practicas de aula o seminarios:
Consistirán en clases magistrales y prácticas de tablero. En las clases magistrales, el profesor expondrá verbalmente los contenidos de la asignatura, poniendo a disposición de los estudiantes el material didáctico y la bibliografía necesaria para un rápido y correcto aprendizaje. Con el fin de facilitar el seguimiento de la exposición y estimular la atención del alumno, se utilizarán medios audiovisuales que incluirán contenidos básicos, imágenes y figuras aclaratorias. Además, a las cuestiones de carácter teórico más importantes o complejas se les dedicarán clases prácticas en las que se resolverán problemas que faciliten su comprensión.
Prácticas de laboratorio
La asistencia a las prácticas será obligatoria.
Las sesiones de laboratorio consistirán en una primera parte conjunta, en la que se realizará una exposición de los equipos y técnicas a utilizar en la práctica correspondiente y seguidamente, el alumno realizará la práctica por grupos, bajo la supervisión del profesor. Durante la realización de las practicas se permitirá tanto las consultas al profesor como el intercambio de opiniones entre alumnos.
La Tabla1 muestra los temas en los que se ha dividido la asignatura "Propiedades Superficiales de los Materiales", distribuidos temporalmente de acuerdo a las modalidades docentes citadas. La Tabla 2 da cuenta de la distribución horaria de la asignatura entre las diferentes modalidades docentes mencionadas.
Tutorías
En las tutorías individuales se resolverán de forma personal las dudas concretas que presente cada alumno. Las tutorías grupales se reservarán para aclarar las dudas de carácter general o que revistan especial interés para el conjunto del alumnado.
Temas | Horas totales | Clase Expositivas | Prácticas de aula /Seminarios | Prácticas de laboratorio /campo | Tutorías grupales | Sesiones de Evaluación | Total | Trabajo grupo | Trabajo autónomo | Total |
Bloque 1 | 29.5 | 5 | 1.5 | 1 | 1 | 8.5 | 21 | 21 | ||
Corrosión de metales y su control | ||||||||||
Bloque 2 | 20 | 3 | 1.5 | 0.5 | 1 | 6 | 4 | 10 | 14 | |
Desgaste y su control | ||||||||||
Bloque 3 | 20 | 2 | 1 | 2 | 1 | 6 | 4 | 10 | 14 | |
Corrosión y desgaste de cerámicos y refractarios. Ensayos | ||||||||||
Bloque 4 | 4.5 | 1 | 1 | 3.5 | 3.5 | |||||
Degradación de polímeros | ||||||||||
Evaluación | 1 | 1 | 1 | |||||||
Total | 75 | 11 | 4 | 3,5 | 3 | 1 | 22.5 | 8 | 44.5 | 52.5 |
Tabla 1. Distribución de los contenidos de la asignatura
MODALIDADES | Horas | % | Totales | |
Presencial | Clases Expositivas | 11 | 14.66 | 22.5 |
Práctica de aula / Seminarios / Talleres | 4 | 4.33 | ||
Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas | 3.5 | 4.66 | ||
Tutorías grupales | 3 | 4 | ||
Sesiones de evaluación | 1 | 1.33 | ||
No presencial | Trabajo en Grupo | 8 | 10.66 | 52.5 |
Trabajo Individual | 44.5 | 74 | ||
| Total | 75 | 100 | 75 |
Tabla 2. Reparto horario entre las diferentes modalidades docentes
EVALUACION CONTINUA
- Informe sobre las prácticas realizadas(5%)*
- Trabajos realizados por el alumnado (15%)*
- Exposiciones orales (20%)*
- Examen teórico practico: Cuestiones sobre el temario de la asignatura y problemas(55%)*
- Técnicas de observación (registros, ..) (5%)*
* porcentaje sobre la nota final
NOTA: para poder aprobar la asignatura por evaluación continua es necesario obtener una calificación mínima de 1/3 de la nota correspondiente tanto en el examen teórico práctico (cumpliéndose además esa relación de 1/3 para cada una de las partes, es decir, 1/3 en la parte teórica y 1/3 en la parte de problemas) así como en el trabajo presentado por el alumnado
EVALUACION TRADICIONAL
La evaluación de los alumnos que no hayan superado la asignatura mediante la evaluación continua o que no se hayan acogido a ella (diferenciada), se llevará a cabo mediante un examen final, que constará de ejercicios y cuestiones sobre el contenido completo del curso (clases teóricas y prácticas). La superación de la asignatura en estos exámenes exigirá una calificación mínima de 5 puntos sobre un total de 10.
El alumno, además de material aportado por el profesorado (Apuntes, presentaciones de clase ...) podrá consultar toda la bibliografía disponible en el departamento de Ciencia De Materiales e Ingeniería Metalúrgica de la Universidad de Oviedo. De esta bibliografía, a continuación se resalta la siguiente:
J. A. PUERTOLAS. Tecnología de superficies en materiales. Síntesis, 2016
J.R. DAVIS. Corrosion, Understanding the basics. ASM. 2000
ENRIQUE OTERO HUERTA. Corrosión y degradación de materiales. Sintesis, 2001
A.D. SARKAR. Desgaste de metales, Limusa, 1999
ERNEST RABINOWICZ. Friction and Wear of Materials, John Wiley & Sons, Inc., 1995
BHARAT BHUSHAN. Introduction to Tribology, John Wiley &Sons, Inc., 2002
F. MARTINEZ PEREZ. La Tribología, Ciencia y Técnica para el mantenimiento, Limusa 2007