• • • UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL CORDOBA

ANEXO N° I DE LA RESOLUCIÓN N° 1037/09 •

ASIGNATURA: METALURGIA FÍSICA I • ESPECIALIDAD: INGENIERÍA METALURGICA.

PLAN: 95 ADECUADO (ORDENANZA N° 1058)

DICATADO: 1° Y2° CUATRIMESTRE • HORAS: 4 HS SEMANALES

HORAS ANUALES: 128 HS

BLOQUE: TECNOLOGÍAS BÁSICAS •

ARFA: CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CICLO LECTIVO: 2006 e Correlativas para cursar: Regulares: Física II; Análisis Matemática 11

Aprobadas: Análisis Matemático I, Álgebra y Geometría Analítica,

Física

Correlativas para rendir: Aprobadas: Física II, Análisis Matemática II;

Regular: Metalurgia Física I; • • OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:

El alumno deberá adquirir los conocimientos necesarios para abordar temas específicos de Física Moderna de Metalurgia Física y a partir de tales fundamentos capacitarse para resolver problemas que se le presentaran en su vida profesional. •

41

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 41 Que los alumnos logren:

• Comprender y describir los fenómenos abarcados en la Mecánica Cuántica, Mecánica Relativista y Física atómica y nuclear, con sus aplicaciones en la vida diaria, y sus efectos sobre las propiedades de los materiales.

•

' • • Analizar el arreglo de los átomos en los sólidos cristalinos y las características de sus interacciones para justificar las propiedades mecánicas de los metales y de sus aleaciones. • •

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• e

• NIVEL: 3°

• MODALIDAD: ANUAL

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Comprender desde el punto de vista de la Metalurgia Física los mecanismos de endurecimiento en los metales y en sus aleaciones, de manera de estar capacitados para incursionar en le diseño de aleaciones.

Comprender técnicas modernas para el estudio de los metales y sus aleaciones: rayos X; SEM; TEM; STEM; microonda electrónica; microscopio de efecto de campo.

Disponer de un conocimiento general descriptivo y desde el punto de la producción, de las nanotecnologías.

CONTENIDOS:

Unidad N° 1: MECÁNICA CUÁNTICA Repaso de Mecánica Clásica. Introducción a la Mecánica Cuántica: hipótesis de Planck; radiación del cuerpo negro; efecto fotoeléctrico; efecto Comptom; difracción de neutrones y de electrones. Principios básicos: indeterminación de Heisemberg; hipótesis de De Broglie. Modelos atómicos: Rutherford; Bohr. Experimento de Franck-Hetz. Mecánica ondulatoria: ecuación de Schonlidinger y su aplicación al átomo de hidrógeno. Enlace y bandas de energía en sólidos. Conductores, semiconductores y aisladores. Duración: 5 semanas de Clase.

Unidad N° 2 : RELATIVIDAD Y MECÁNICA ESTADÍSTICA Teoría especial de la relatividad. Transformación de Galileo. Experimento de Michelson-Morley. Sistemas inerciales. Postulados de Einstein. Simultaneidad. Transformaciones de Lorentz. Contracción de longitudes y dilatación del tiempo. Transformación de la velocidad. Dinámica relativista. Nociones de Mecánica Estadística. Sistema de partículas independientes y localizadas (cristal metálico). Estadística de Maxwell-Boltzmann. Duración: 5 semanas de Clase.

Unidad N°3: FÍSICA DEL NÚCLEO Y TEORÍAS DE UNIFICACIÓN. Introducción. Radioactividad. Emisión a. Emisión ÍES y captura de electrones. Emisión y y conversión interna. Estabilidad de los núcleos. Reacciones nucleares. Partículas y fuerzas nucleares. Teoría de unificación: unificaciones de Newton; de Maxwell y de Weimberg-Dalam-Glashow. Teoría del todo (TOE). Duración: 2 semanas de Clase.

Unidad N°4 : APLICACIONES DE LA FÍSICA MODERNA Emisión estimulada y amplificación de la radiación: el maser de amoníaco. Amplificación en el rango óptico e infrarrojo: láseres. Superconductores y aplicaciones de la superconductividad. Semiconductores y termicelectricidad. Absorción óptica y centros de color. Fotoconductividad: tubos viditom; fotografía; xerografía. Luminiscencia: lámpara fluorescentes. Frnión nuclear. Reactores nucleares. Fusión nuclear. Aplicaciones de núcleos .fadiactivos. 'Duración: 2 semanas de Clase.

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Unidad N° 5 : DIFRACCIÓN DE RAYOS X Espectros continuos y característicos. Ley de Bragg. Ecuaciones de Laue. Espaciados interplanares. Ordenación atómica e intensidades difractadas. Redes especiales y sistemas cristalinos, indices de Miller. Clases de simetría y proyección estereográfica. Esfera de referencia. Orientación de alambres y discos monocristalinos. Métodos de Laue y del cristal inmóvil. Estructura cristalina por diagramas de Laue. Métodos del cristal giratorio. Interpretación y asignación de índices a las rayas. Cristales FCC y BCC. Red recíproca. Métodos de los polvos. Duración: 4 semanas de Clase.

Unidad N°6 : TEXTURAS Asterismo y curvaturas. Efectos de la deformación en frío y de la recuperación sobre la intensidad y ancho de las rayas. Texturas en alambres policristalinos. Bandas de deformación en la compresión del hierro y del aluminio. Texturas de laminación. Tubos estirados en frío. Texturas de embutición, mecanizado y recocido. Duración: 4 semanas de Clase.

Unidad N° 7 : MICROSCOPIA ELECTRÓNICA Fundamento de la microscopia electrónica. Microscopios electrónicos de barrido y de transmisión. Fundamento de la microsonda electrónica. Estudio de superficies y microscopia AUGER. Aplicaciones en el estudio de los metales y sus aleaciones Duración: 1 semana de Clase.

Unidad N° 8 : DEFECTOS EN LOS METALES Definición y clasificación de los defectos. Defectos puntuales: vacancias, divacancias, e intersticiales; vacancias como parte de la microestructura y originadas en el daño por radiación. Defectos lineales: dislocaciones. Tipos y origen. Energía asociada. Tensión de línea y fuerzas sobre dislocaciones. Interacción de dislocaciones con otros defectos y entre sí. Defectos bidimensionales: bordes de grano. Modelos de límite de grano y de subgrano. Defectos tridimensionales. Duración: 5 semanas de Clase.

Unidad N°9: DEFORMACIÓN PLÁSTICA DE LOS METALES Deformación de monocristales. Tensión de corte resuelta máxima. Interpretación de la deformación plástica por deslizamiento en base a dislocaciones. Poncristales. Endurecimiento por solución sólida y por precipitación. Efectos de los límites de grano. Bandas de deformación y bandas de plegado. Duración: 3 semanas de Clase.

Unidad N°10 : CLASE ESPECIAL SOBRE NANOMATERIALES Introducción a los nanomateriales. Propiedades especiales. Modos de producción. Propectiva. Durfación: 1 Clase.

lb. RE TO . Anii0 SECRE ACADEMICO

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METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE Y SISTEMA DE EVALUACIÓN

A lo largo del ciclo se evaluará a los inscriptos con 2 (dos) exámenes parciales. Los exámenes parciales pueden ser de dos tipos, de común acuerdo con los alumnos: a) Examen parcial común a todo el alumnado, del tipo teórico practico, de dos horas de duración; b) Examen parcial que contenga cuestiones y problemas de mayor relevancia y profundidad, en donde el docente prepara un parcial por cada alumno, y se le da un plazo de 1 semana para que lo resuelva. Generalmente el alumnado se prefiere el tipo b) porque fomenta un aprendizaje mucho más valioso a partir de la discusión, la consulta bibliográfica y la consulta con los docentes. La nota mínima de aprobación es de 4 (cuatro). Para el caso de aquellos estudiantes que tuvieran notas iguales o mayores a 7 (siete) en ambos exámenes (no su promedio), se considerará promocionada la parte práctica en el examen final, debiendo evaluarse solo la parte teórica. La mencionada promoción tendrá vigencia de 2 (dos) años académicos, siendo improrrogable. Solo podrá recuperarse 1 (uno) de los exámenes prácticos. En el caso de desaprobarse ambos, el estudiante quedará en condición de libre y deberá recursar la materia el próximo año. No se plantean requisitos de asistencia. En la medida de lo posible, las clases se organizan mediante la exposición del tema usando recursos informáticos ( Power Points; archivos PDF; actualizaciones extraídas de la WEB). Todo este material es entonces enviado a los alumnos vía mail, y se aceptan aportes provenientes de búsquedas del propio alumnado. En la medida que el tiempo lo permita ya que, de acuerdo al Programa, es ésta dos materias en una, se estimula al alumnado para que produzca una monografía de Seminario, sobre temas a su elección, bajo la supervisión del docente.

BIBLIOGRAFÍA

Beiser: Introducción a la Física Moderna.

R. L. Sproull: Modern Physics

J. M. Rohlf: Modern Physics from a to Z°.

Apuntes de Cristalografía y Textura CNEA

Apuntes de la cátedra sobre defectos en cristales.

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