1. UNIVERSIDAD POPULAR AUTÓNOMA DEL ESTADO DE PUEBLA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN
PROGRAMA OPERATIVO
I. Datos Generales
Departamento: INGENIERÍA
Nivel: LICENCIATURA
Nombre de la Asignatura: CIENCIA DE LOS MATERIALES
Clave de la Asignatura: FIS007
Nombre del Profesor y JUAN JOSÉ REYES SALGADO
Correo Electrónico: juanjose.reyes@upaep.mx
Total de horas: 80 HORAS SEMESTRALES, 5 HORAS SEMANALES
II. Marco de Referencia
2.1 Relación de la materia con otras asignaturas.
Prerrequisitos: FIS001
Simultáneas: Podrían tomar FIS005 y/o FIS006
Posteriores: FIS011
2.2 Relación de la asignatura con el perfil de egreso
Esta asignatura permite al alumno conocer la naturaleza de los materiales y la relación entre sus propiedades y el método de preparación, los
efectos, los tratamientos térmicos, etc.; de manera que al finalizar el curso el alumno tendrá una panorámica general que le permitirá definir
el material óptimo en dependencia de la aplicación. Esta materia es base fundamental para el correcto desempeño en áreas como diseño y
manufactura.
III. Propósitos del curso
3.1. Objetivos generales del curso
Proporcionar al estudiante los conocimientos básicos sobre la estructura de los materiales para que pueda analizar las relaciones entre ésta y las
propiedades de los diferentes tipos de materiales.
3.2. Objetivos particulares del curso

2. Los alumnos podrán:
• Describir las teorías sobre la estructura atómica y distinguir los diferentes tipos de materiales.
• Describir la influencia del arreglo de los átomos en el comportamiento de un material en estado sólido.
• Determinar la influencia de la estructura electrónica en el tipo de enlace entre átomos. Relacionar propiedades de los materiales con el
tipo de enlace.
• Reconocer los métodos experimentales utilizados en la determinación de la estructura cristalina.
• Identificar las diferencias estructurales entre el estado cristalino y el amorfo.
• Identificar las estructuras típicas de metales, cerámicas y polímeros.
• Identificar los principales defectos en sólidos. Y discriminará el efecto de defectos puntuales, de línea y de superficie sobre las
propiedades de los materiales.
• Deducir el efecto de las soluciones sólidas (imperfección química) sobre las propiedades de los materiales.
• Usar los diagramas de fases.
• Formular microestructuras de solidificación.
• Seleccionar las propiedades de los materiales en función de la estructura. .Aplicar el concepto de fuerza en sistemas unidimensionales,
bidimensionales y tridimensionales.
IV. Normatividad del curso
• Asistencia obligatoria de un 80 % a las sesiones de clases.
• Puntualidad.
• Entrega de trabajos según lo acordado en el Programa Operativo.
• Seguimiento de la asignatura en Blackboard y Wikispaces.
V. Contenidos Temáticos
1.- Introducción.
1.1 Importancia de la ingeniería y ciencia de los materiales.
1.2 Tipos de materiales.
1.3 Relación entre estructura y propiedades.
2.- El enlace atómico.
2.1 Estructura atómica.
2.2 Energía de enlace.
2.3 Enlace metálico, iónico, covalente y secundario.
2.4 Materiales: clasificación en función del tipo de enlace.
3.- Arreglo atómico.
3.1 Estructuras cristalinas.
3.1.1) Sistemas cristalinos.
3.1.2) Celda primitiva y celda unitaria.
3.1.3) Puntos, direcciones y planos de la red.

3. 3.1.4) Estructuras típicas en metales. Factor de empaquetamiento, número de coordinación. Estructuras compactas. Intersticios.
3.1.5) Estructuras típicas en cerámicas. Subredes aniónicas y catiónicas.
3.1.6) Polimorfismo. Transformaciones alotrópicas.
3.1.7) Métodos para determinar estructura cristalina. Difracción de rayos X. Otros métodos.
3.2 Estructuras amorfas o parcialmente cristalinas.
3.2.1) Vidrios cerámicos y metálicos, obtención, estructura.
3.2.2) Materiales poliméricos, obtención. Grado de cristalinidad.
4.- Defectos de la red cristalina.
4.1 Defectos puntuales. Vacancias, átomos substitucionales e intersticiales, electrónicos.
4.1.1) Defectos Schottky y Frenkel.
4.1.2) Equilibrio de defectos.
4.1.3) Sólidos no-estequiométricos.
4.2 Defectos de líneas. Dislocaciones. Tipos de dislocaciones. Movimiento e interacción. Generación. Dislocaciones parciales. Densidad de
dislocaciones. Endurecimiento por deformación. Dislocaciones mixtas. Movimiento no conservativo.
4.2.1 Defectos de superficie-bidimensionales. Fallas de apilamiento. Límite y borde de grano. Tamaño de grano.
4.3 Defectos tridimensionales. Inclusiones. Precipitados. Burbujas, cavidades.
5.- Soluciones sólidas.
5.1 Tipos de soluciones sólidas. Reglas de Hume-Rottery.
5.2 Regla de las fases de Gibss. Puntos invariantes.
5.3 El diagrama de fases binario. Sistemas isomorfos y eutécticos. Transformaciones congruentes.
5.4 La regla de la palanca.
5.5 Ejemplos de interés.
6.- Estructura y propiedades.
6.1 Esfuerzo y deformación. Estado de esfuerzo. Comportamiento elástico de metales, cerámicas y polímeros. Comportamiento plástico.
Influencia de los defectos de red. Ecuación de Hall-Petch. Influencia del tiempo en deformación plástica de polímeros.
6.2 Ensayos mecánicos. Límite elástico y resistencia a la tracción. Resistencia máxima. Fractura. Resiliencia. Tenacidad. Ductilidad. Dureza.
Ensayo de dureza.
6.3 Conductores y dieléctricos. Semiconductores. Propiedades magnéticas de los materiales.
VI. Evaluación
Tipos de evaluación Actividades
Evaluación Diagnóstica Preguntas intercaladas para conocer los conocimientos previos que tienen los alumnos acerca de la
asignatura.
Evaluación Formativa Síntesis, reportes de investigación y reflexiones sobre temas del curso. Solución y discusión de problemas.
Discusión de casos de estudio. Realización de prácticas de laboratorio.
Evaluación Sumativa Exámenes parciales y trabajo final.
Criterios Cuantitativos Criterios Cualitativos

4. Talleres 15 % Se evaluarán de manera permanente los contenidos, las estrategias de estudio,
Tareas 15 % análisis utilizados.
Exposición 20 %
Exámenes parciales 50 % Se realizarán cuatro exámenes escritos de los contenidos del curso.
Total 100%
Actividades de aprendizaje
Favorecer aprendizajes significativos a través de:
- Exposición de los temas
- Lectura y análisis de los materiales bibliográficos.
- Elaboración de reportes.
- Relacionarlas con experiencias prácticas.
Favorecer aprendizaje por investigación a través de:
- Análisis de textos, apuntes y lecturas.
- Solución y análisis de problemas.
- Solución de problemas prácticos por medio del uso de sensores en el laboratorio.
- Exposición y discusión del resultado de la investigación y las prácticas de laboratorio.
- Búsqueda en Internet y BB.
- Estudio de casos.
Favorecer aprendizaje cooperativo y participativo a través de:
- La retroalimentación en grupo para la solución de problemas.
- Trabajo en pequeños grupos.
- Responsabilidades compartidas.
Recursos Didácticos
Los recursos que se utilizan son variados de acuerdo a las necesidades del grupo y la docente:
Pizarrón.
Cañón.
Uso de Blackboard.
Simuladores y videos de experimentos físicos.
Equipo de laboratorio.
VII. Fuentes de consulta
Shackelford J.F., “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, Prentice-Hall
W.F. Smith, J. Hashemi, “ Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales” McGraw Hill, 2006.
J.F. Shackelford, “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros” Prentice-Hall, 2005.

5. D. R. Askeland, “Ciencia e Ingeniería de los materiales” Thomson, 2004.
P. Sanz, “Ciencia e Ingeniería de Materiales” Dossat, 2006.
W.D. Callister, “Ciencia e Ingeniería de los materiales. Una Introducción” Reverté 2004.
VIII. Organización de los procesos de enseñanza, aprendizaje y evaluación (revisar en Blackboard el Plan de Módulo)
Fechas Temas Objetivos del tema Estrategias Estrategias Actividades Evaluación Fuentes de
de de de consulta
Enseñanza Aprendizaje aprendizaje
Presentación Objetivo y Evaluación
Primera Que los alumnos valoren el curso Alcance del Discusión Programa
de la preguntas diagnóstica
sesión en su formación profesional. curso. grupal. operativo.
asignatura. intercaladas. inicial.
Conceptuar Participación
Exposición de los en
los temas. aprendizajes discusiones
El alumno describirá las teorías
Solución de a través de la dirigidas,
sobre la estructura atómica. Y Evaluación Smith, Cap.1
4 problemas discusión en lectura de
Introducción distinguirá los diferentes tipos de formativa EATI
sesiones ejemplos. clase y material
materiales. Interactiva.
Discusión solución de bibliográfico y
grupal. Uso problemas. uso de BB.
de BB. Análisis y Prácticas de
síntesis. laboratorio.
Conceptuar Participación
El alumno describirá la influencia
Exposición de los en
del arreglo de los átomos en el
los temas. aprendizajes discusiones
comportamiento de un material en
Solución de a través de la dirigidas,
estado sólido. Evaluación Smith, Cap.2
10 El enlace problemas discusión en lectura de
Determinará la influencia de la formativa EATI
sesiones atómico ejemplos. clase y material
estructura electrónica en el tipo de Interactiva.
Discusión solución de bibliográfico y
enlace entre átomos. Relacionará
grupal. Uso problemas. uso de BB.
propiedades de los materiales con
de BB. Análisis y Prácticas de
el tipo de enlace.
síntesis. laboratorio.
El alumno utilizará la Exposición de Conceptuar Participación
nomenclatura adecuada para los temas. los en
describir el orden cristalino. Solución de aprendizajes discusiones Evaluación Smith, Cap.3
20 Arreglo
Reconocerá los métodos problemas a través de la dirigidas, formativa EATI
sesiones atómico
experimentales utilizados en la ejemplos. discusión en lectura de Interactiva.
determinación de la estructura Discusión clase y material
cristalina. grupal. Uso solución de bibliográfico y

6. Identificará las diferencias
estructurales entre el estado
problemas.
cristalino y el amorfo.
de BB. Análisis y uso de BB.
Identificará las estructuras típicas
síntesis.
de metales, cerámicas y
polímeros.
Exposición de Conceptuar Participación
El alumno identificará los los temas. los en
principales defectos en sólidos. Y Solución de aprendizajes discusiones
Evaluación Smith, Cap.4
15 Defectos de la discriminará el efecto de defectos problemas a través de la dirigidas,
formativa EATI
sesiones red cristalina puntuales, de línea y de superficie ejemplos. discusión en lectura de
Interactiva.
sobre las propiedades de los Discusión clase y material
materiales. grupal. Uso solución de bibliográfico y
de BB. problemas. uso de BB.
Exposición de Conceptuar Participación
El alumno deducirá el efecto de los temas. los en
las soluciones sólidas Solución de aprendizajes discusiones
Evaluación
15 Soluciones (imperfección química) sobre las problemas a través de la dirigidas, Smith, Cap.5, 8
formativa
sesiones sólidas propiedades de los materiales. ejemplos. discusión en lectura de EATI
Interactiva.
Usará los diagramas de fases. Discusión clase y material
Utilizará la regla de la palanca. grupal. Uso solución de bibliográfico y
de BB. problemas. uso de BB.
Exposición de Conceptuar Participación
los temas. los en
El alumno formulará
Solución de aprendizajes discusiones
microestructuras de solidificación. Evaluación
15 Estructura y problemas a través de la dirigidas, Smith, Cap. 6, 7
Seleccionará las propiedades de formativa
sesiones propiedades ejemplos. discusión en lectura de EATI
los materiales en función de la Interactiva.
Discusión clase y material
estructura.
grupal. Uso solución de bibliográfico y
de BB. problemas. uso de BB.
Nombre y Firma del Profesor Nombre y Firma del alumno
de la asignatura que recibe (Jefe de Grupo)
Juan José Reyes Salgado