Syllabus
MAU-1011 FISICA DEL ESTADO SOLIDO
DR. OSCAR FERNANDO PACHECO SALAZAR
ospacheco@itescam.edu.mx
| Semestre | Horas Teoría | Horas Práctica | Créditos | Clasificación |
| 4 | 5 | 1 | 6 | Ciencia Ingeniería |
| Prerrequisitos |
| Aplica los conceptos de estructura atómica y enlaces químicos | Relaciona los conceptos básicos de Electricidad, Magnetismo y Óptica con el origen de las propiedades en los diferentes materiales. | Aplica las ecuaciones diferenciales en la solución de las Leyes de Fick. | Calcula energía de activación. |
| Competencias | Atributos de Ingeniería |
| Identifica y analiza las diferentes estructuras cristalinas que presentan los materiales para relacionarlas con sus propiedades físicas. Aplicar el concepto de simetría y hacer uso de las notaciones para identificar las operaciones de simetría. | Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería | Comprende, analiza e identifica la relación que existe entre la teoría estructural y electrónica de los materiales en relación a las propiedades físicas. | Reconocer la necesidad permanente de conocimiento adicional y tener la habilidad para localizar, evaluar, integrar y aplicar este conocimiento adecuadamente | Conocer y analizar los diferentes tipos de defectos que se presentan en las estructuras cristalinas para identificar su efecto en las propiedades de los materiales. Establecer mecanismos de control de los defectos en materiales cristalinos. | Reconocer la necesidad permanente de conocimiento adicional y tener la habilidad para localizar, evaluar, integrar y aplicar este conocimiento adecuadamente | Conocer el fenómeno de difusión, analizar los mecanismos y aplicar leyes establecidas para el explicar el fenómeno de difusión. | Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería | Conocer e identificar los factores que afectan la formación de una solución sólida para determinar los efectos que tiene en las propiedades de los materiales. | Reconocer la necesidad permanente de conocimiento adicional y tener la habilidad para localizar, evaluar, integrar y aplicar este conocimiento adecuadamente | Integrar los conocimientos en propiedades mecánicas, defectos estructurales y fenómeno de difusión para analizar los mecanismos de endurecimiento en materiales. | Reconocer la necesidad permanente de conocimiento adicional y tener la habilidad para localizar, evaluar, integrar y aplicar este conocimiento adecuadamente |
| Normatividad |
|
1.- Respetar el horario de clases. Se considerará como retardo después de los 15 minutos de iniciada la clase, cuando se acumulen 3 retardos se generará 1 falta. Por otra parte, se considerará como falta en toda la clase después de los 20 minutos de retraso. En caso de registrar el sistema un porcentaje de asistencia menor al 80% (lista de asistencia marque en rojo) el alumno no tendrá derecho a presentar el examen departamental en el curso normal. 2.- Respetar el horario programado para la entrega de los trabajos. La entrega de trabajos será exclusivamente en el Moodle. El trabajo fuera de su programación se calificará en una escala del 85%, sin excepción. Además, también se calificará sobre 85% las actividades de la primera reevaluación y sobre 80 las de segunda reevaluación. 3.- El examen departamental de cada parcial se realizará en el salón de clases utilizando la plataforma de Microsoft Teams y se aplicará dentro de la fecha programada de acuerdo al calendario escolar. 4.- Los teléfonos celulares deben ser apagados antes de la sesión o configurarlo en la modalidad de vibración. 5.- Está prohibido introducir alimentos al salón de clases. 6.- El fraude académico durante un examen será castigado con la anulación del mismo. 7.- La falta de respeto hacia compañeros o autoridades académicas será sancionada con la expulsión del salón de clases por ese día y la reincidencia será informada vía un acta a las autoridades correspondientes. |
| Materiales |
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| Bibliografía disponible en el Itescam | |||||
Título |
Autor |
Editorial |
Edición/Año |
Ejemplares |
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| Fundamentals of the physics of solids : Volumen 2 electronic Propierties translated by attila piróth / |
Sólyom, Jenó |
springer, |
2009. |
2 |
- |
Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales / |
Smith, William F. |
Mcgraw hill, |
4a. / 2006. |
3 |
- |
Ciencia e Ingenieria de los materiales/ |
Askeland Donald R. |
Thomson, |
4a. / 2003. |
6 |
- |
Introducción a la física del estado sólido / |
Kittel, Charles |
Reverté, |
3a. / 1997. |
3 |
- |
| Parámetros de Examen | ||
| PARCIAL 1 | De la actividad 1.1.1 a la actividad 2.1.5 | |
| PARCIAL 2 | De la actividad 3.1.1 a la actividad 5.1.4 | |
| Contenido (Unidad / Competencia / Actividad / Material de Aprendizaje) | |
| 1. Estructura cristalina
1.1. Identifica y analiza las diferentes estructuras cristalinas que presentan los materiales para relacionarlas con sus propiedades físicas. Aplicar el concepto de simetría y hacer uso de las notaciones para identificar las operaciones de simetría. 1.1.1. Aplicar los conocimientos de química, para conocer el efecto que tiene la estructura atómica en la estructura cristalina de un material. 
1.1 Introducción a la estructura atómica (1754739 bytes)
Manual de Practicas - Producción de Metales Ferrosos - IMAT 6A (5352800 bytes)
1.1.2. Clasificar e identificar los diferentes sistemas cristalinos con la elaboración de un modelo físico.
Práctica 1 - Física del estado sólido - IMAT 4A (330938 bytes)
1.2. Estructura cristalina (1051167 bytes)
1.1.3. Aplicar el método de indexación de Miller en direcciones y planos de compactación de átomos.
1.3. Direcciones y planos cristalográficos (928372 bytes)
1.1.4. Resolver ejemplos de densidades teóricas y factor de empaquetamiento empleando datos de estructura cristalina.
1.4. Densidades atómicas lineal y planar (531587 bytes)
P1. Resolución de problemas de estructuras cristalinas (168870 bytes)
1.1.5. Relacionar los conceptos de simetría y relacionarlos con la caracterización estructural de materiales.
La estructura de los sólidos cristalinos (3224876 bytes)
|
2. Propiedades de los materiales
2.1. Comprende, analiza e identifica la relación que existe entre la teoría estructural y electrónica de los materiales en relación a las propiedades físicas. 2.1.1. Analizar el movimiento de los electrones de un cristal.
2.1. Teoría de Bandas (278765 bytes)
2.1.2. Distinguir la diferencia entre las bandas de energía y establecer la correspondiente para un conductor, semiconductor y aislante.
2.3. Propiedades magnéticas (912516 bytes)
2.2 Electricidad - conceptos (622840 bytes)
2.2. Propiedades eléctricas (1043404 bytes)
2.1.3. Discutir los conceptos de refracción, reflexión, difracción, absorción, opasicidad, traslucencía, luminiscencia, transmitancia y fotoconductividad.
2.4. Propiedades óptica (1747830 bytes)
2.1.4. Realizar una exposición e investigación acerca de las distintas propiedades de los materiales
P1. Exposición de propiedades de los materiales (73991 bytes)
2.1.5. Identificar los distintos materiales metálicos existentes.
2.6 Propiedades mecánicas (529783 bytes)
Práctica 2 - Física del estado sólido - IMAT 4A (69848 bytes)
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3. Defectos estructurales
3.1. Conocer y analizar los diferentes tipos de defectos que se presentan en las estructuras cristalinas para identificar su efecto en las propiedades de los materiales. Establecer mecanismos de control de los defectos en materiales cristalinos. 3.1.1. Investigar los diferentes tipos de defectos estructurales de acuerdo a su dimensionalidad.
P2 - Mapa conceptual. Defectos estructurales (116301 bytes)
3.1 Defectos de punto (1113796 bytes)
3.1.2. Conocer el efecto que produce la presencia de los defectos en una red cristalina para establecer su efecto en las propiedades mecánicas de un material.
3.3 Observación microscópica (480113 bytes)
3.2 Imperfecciones (593649 bytes)
3.1.3. Exponer y discutir ejemplos de materiales ingenieriles que presenten algún tipo de defectos.
P2 - Resolución de problemas de defectos estructurales, difusión y mecanismos de endurecimiento. (146628 bytes)
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4. Soluciones sólidas y difusión
4.1. Conocer e identificar los factores que afectan la formación de una solución sólida para determinar los efectos que tiene en las propiedades de los materiales. 4.1.1. Identificar los diferentes tipos de soluciones sólidas.
4 Difusión (889838 bytes)
4.1.2. Revisar ejemplos de soluciones sólidas intersticiales y substitucionales.  Willian D. Callister, Jr. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Tercera Edición. Editorial Reverté, S.A. España, Págs. 95-107
P2 - Exposición de defectos, difusión y endurecimiento (65711 bytes)
4.2. Conocer el fenómeno de difusión, analizar los mecanismos y aplicar leyes establecidas para el explicar el fenómeno de difusión. 4.2.1. Definir el concepto de difusión para conocer la importancia de este fenómeno en el endurecimiento superficial de los materiales. Willian D. Callister, Jr. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Tercera Edición. Editorial Reverté, S.A. España, Págs. 95-107 4.2.2. Conocer las leyes que rigen el proceso de difusión y analizar los parámetros involucrados en el mismo en estado estacionario y no estacionario. Willian D. Callister, Jr. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Tercera Edición. Editorial Reverté, S.A. España, Págs. 95-107 4.2.3. Resolver problemas demostrativos aplicando la primera y segunda ley de Fick. Willian D. Callister, Jr. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Tercera Edición. Editorial Reverté, S.A. España, Págs. 95-107
Práctica 3 - Física del estado sólido - IMAT 4A (80520 bytes)
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5. Mecanismos de endurecimiento
5.1. Integrar los conocimientos en propiedades mecánicas, defectos estructurales y fenómeno de difusión para analizar los mecanismos de endurecimiento en materiales. 5.1.1. Conocer y determinar las condiciones necesarias para que se origine el endurecimiento por deformación mecánica en frío.
5.1 Dislocaciones y deformación plástica (1210471 bytes)
5.1.2. Analizar el efecto de los átomos solutos en la formación de soluciones solidas y relacionar este fenómeno en el endurecimiento de materiales.
5.2 Mecanismos de endurecimiento de los metales (495373 bytes)
5.1.3. Emplear la ecuación de Hall – Petch para establecer el efecto del refinamiento de grano en el mejoramiento de la resistencia mecánica de materiales.
5.3 Recuperación. recristalización y crecimiento del grano (818401 bytes)
5.1.4. Analizar el efecto de los mecanismos de transformaciones de fase y su efecto sobre las estructuras y propiedades de los materiales.
Práctica 4 - Física del estado sólido - IMAT 4A (261052 bytes)
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| Prácticas de Laboratorio (20232024P) |
Fecha |
Hora |
Grupo |
Aula |
Práctica |
Descripción |
2024-03-13 MIERCOLES |
17:00-19:00 |
4-A |
Lab. de Automatización Anexo Mecánica |
Propiedades de los metales
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| Cronogramas (20232024P) | |||
| Grupo | Actividad | Fecha | Carrera |
| 4 A | 1.1.1 Aplicar los conocimientos de química, para conocer el efecto que tiene la estructura atómica en la estructura cristalina de un material. | 2024-01-29 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 1.1.2 Clasificar e identificar los diferentes sistemas cristalinos con la elaboración de un modelo físico. | 2024-01-31 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 1.1.3 Aplicar el método de indexación de Miller en direcciones y planos de compactación de átomos. | 2024-02-07 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 1.1.4 Resolver ejemplos de densidades teóricas y factor de empaquetamiento empleando datos de estructura cristalina. | 2024-02-14 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 1.1.4 Resolver ejemplos de densidades teóricas y factor de empaquetamiento empleando datos de estructura cristalina. | 2024-02-19 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 1.1.5 Relacionar los conceptos de simetría y relacionarlos con la caracterización estructural de materiales. | 2024-02-21 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 2.1.1 Analizar el movimiento de los electrones de un cristal. | 2024-02-26 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 2.1.2 Distinguir la diferencia entre las bandas de energía y establecer la correspondiente para un conductor, semiconductor y aislante. | 2024-02-28 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 2.1.3 Discutir los conceptos de refracción, reflexión, difracción, absorción, opasicidad, traslucencía, luminiscencia, transmitancia y fotoconductividad. | 2024-03-04 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 2.1.4 Realizar una exposición e investigación acerca de las distintas propiedades de los materiales | 2024-03-06 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 2.1.4 Realizar una exposición e investigación acerca de las distintas propiedades de los materiales | 2024-03-11 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 2.1.5 Identificar los distintos materiales metálicos existentes. | 2024-03-13 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 2.1.5 Identificar los distintos materiales metálicos existentes. | 2024-03-20 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 3.1.1 Investigar los diferentes tipos de defectos estructurales de acuerdo a su dimensionalidad. | 2024-04-08 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 3.1.2 Conocer el efecto que produce la presencia de los defectos en una red cristalina para establecer su efecto en las propiedades mecánicas de un material. | 2024-04-08 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 3.1.3 Exponer y discutir ejemplos de materiales ingenieriles que presenten algún tipo de defectos. | 2024-04-10 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 4.1.1 Identificar los diferentes tipos de soluciones sólidas. | 2024-04-15 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 4.1.2 Revisar ejemplos de soluciones sólidas intersticiales y substitucionales. | 2024-04-17 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 4.2.1 Definir el concepto de difusión para conocer la importancia de este fenómeno en el endurecimiento superficial de los materiales. | 2024-04-22 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 4.2.2 Conocer las leyes que rigen el proceso de difusión y analizar los parámetros involucrados en el mismo en estado estacionario y no estacionario. | 2024-04-24 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 4.2.3 Resolver problemas demostrativos aplicando la primera y segunda ley de Fick. | 2024-04-29 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 5.1.1 Conocer y determinar las condiciones necesarias para que se origine el endurecimiento por deformación mecánica en frío. | 2024-05-08 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 5.1.2 Analizar el efecto de los átomos solutos en la formación de soluciones solidas y relacionar este fenómeno en el endurecimiento de materiales. | 2024-05-13 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 5.1.3 Emplear la ecuación de Hall – Petch para establecer el efecto del refinamiento de grano en el mejoramiento de la resistencia mecánica de materiales. | 2024-05-20 | IMAT-2010-222 |
| 4 A | 5.1.4 Analizar el efecto de los mecanismos de transformaciones de fase y su efecto sobre las estructuras y propiedades de los materiales. | 2024-05-22 | IMAT-2010-222 |
| Temas para Segunda Reevaluación |