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Curso sobre Estructura de materiales

Visi贸n general del curso sobre Estructura de materiales

La estructura determina mucho sobre un material: sus propiedades, sus aplicaciones potenciales y su rendimiento dentro de esas aplicaciones. Este curso del Departamento de Ciencia e Ingenier铆a de Materiales del MIT explora la estructura de una amplia variedad de materiales con aplicaciones de ingenier铆a actuales.

El curso comienza con una introducci贸n a los materiales amorfos. Exploramos gafas y pol铆meros, aprendemos sobre los factores que influyen en su estructura y aprendemos c贸mo los cient铆ficos de materiales miden y describen la estructura de estos materiales.

Luego comenzamos una discusi贸n sobre el estado cristalino, explorando lo que significa que un material sea cristalino, c贸mo describimos las direcciones en un cristal y c贸mo podemos determinar la estructura del cristal a trav茅s de la difracci贸n de rayos X.

Exploramos las estructuras cristalinas subyacentes que sustentan muchos de los materiales que nos rodean.

Finalmente, observamos c贸mo se pueden usar los tensores para representar las propiedades de los materiales tridimensionales, y consideramos c贸mo la simetr铆a impone restricciones a las propiedades de los materiales.

Pasamos a una exploraci贸n de cuasi, pl谩stico y cristales l铆quidos. Luego, aprendemos sobre los defectos puntuales que est谩n presentes en todos los cristales, y aprenderemos c贸mo la presencia de estos defectos conduce a la difusi贸n en los materiales.

A continuaci贸n, exploraremos las dislocaciones en los materiales. Presentaremos los descriptores que usamos para describir las dislocaciones, aprenderemos sobre el movimiento de dislocaci贸n y consideraremos c贸mo las dislocaciones afectan dram谩ticamente la resistencia de los materiales.

Finalmente, exploraremos c贸mo se pueden usar los defectos para fortalecer los materiales, y aprenderemos sobre las propiedades de los defectos de orden superior, tales como fallas de apilamiento y l铆mites de grano.

Lo que aprender谩s en este curso

  • C贸mo caracterizamos la estructura de vidrios y pol铆meros.
  • Los principios de difracci贸n de rayos X que nos permiten sondear la estructura de los cristales.
  • C贸mo la simetr铆a de un material influye en sus propiedades materiales
  • Las propiedades de los cristales l铆quidos y c贸mo se utilizan estos materiales en las modernas tecnolog铆as de visualizaci贸n.
  • C贸mo los defectos afectan numerosas propiedades de los materiales, desde la conductividad de los semiconductores hasta la resistencia de los materiales estructurales.

Plan de estudio del curso

Parte 1: Una introducci贸n a la ciencia de los materiales

  • Estructura de la hoja de ruta de materiales
  • Estados de la materia y la vinculaci贸n

Parte 2: descriptores

  • Descriptores: concepto y funci贸n
  • Volumen libre
  • Funci贸n de distribuci贸n de pares

Parte 3: Gafas

  • M茅todos de procesamiento de vidrio
  • Modelo de red continua
  • Modificadores de red

Parte 4: Pol铆meros

  • Modelo de caminata aleatoria
  • Distancia final de cadena a cadena
  • Orden y desorden en pol铆meros

Parte 5: Una introducci贸n al estado cristalino

  • Simetr铆a traslacional
  • El estado cristalino en 2D
  • El estado cristalino en 3D

Parte 6: Espacio real y rec铆proco

  • 脥ndices de Miller
  • Espacio real
  • Espacio rec铆proco

Parte 7: Difracci贸n de rayos X

  • Ley de Bragg
  • Ejemplos de difracci贸n

Parte 8: Simetr铆a en cristales 2D

  • Traslaci贸n, espejo, deslizamiento y simetr铆a de rotaci贸n

Parte 9: Grupos de puntos en 2D

  • Simetr铆as rotacionales permitidas en cristales

Los 10 grupos de puntos 2D

  • Una introducci贸n a la notaci贸n cristalogr谩fica

Parte 10: grupos de planos en 2D

  • Los cinco tipos de celos铆a 2D
  • Los 17 grupos de planos en 2D

Parte 11: Simetr铆a en cristales 3D

  • Inversi贸n, Rotoinversi贸n y Rotoreflexi贸n
  • Tornillo de simetr铆a

Parte 12: grupos de puntos espaciales 3D

  • Grupos de puntos espaciales
  • Proyecci贸n estereogr谩fica

Parte 13: Grupos espaciales 3D

  • Celos铆as de cristal
  • Grupos espaciales

Parte 14: una introducci贸n a los tensores

  • Restricciones de simetr铆a en las propiedades de los materiales.
  • Transformaci贸n coordinada

Parte 15: cuasi, pl谩stico y cristales l铆quidos

  • Cuasicristales
  • Una introducci贸n a los cristales pl谩sticos y l铆quidos.
  • Descriptores de cristal l铆quido
  • Aplicaciones de cristal l铆quido

Parte 16: Introducci贸n a los defectos puntuales

  • Termodin谩mica de defectos puntuales.
  • Vacantes, intersticiales, soluciones s贸lidas y defectos de no equilibrio

Parte 17: Defectos del punto i贸nico y difusi贸n

  • Notaci贸n Kr枚ger-Vink
  • Defectos extr铆nsecos
  • Difusi贸n

Parte 18: dislocaciones y deformaci贸n

  • Introducci贸n d esfuerzo cortante

Parte 19: Fortalecimiento y Energ铆a de Superficie

  • Mecanismos de fortalecimiento
  • Energ铆a libre de superficie
  • Forma de Wulff

Parte 20: Defectos bidimensionales

  • Defectos superficiales
  • Faltas acumuladas
  • Los l铆mites de grano
  • Reconstrucci贸n de la superficie
  • Defectos lineales en cristales l铆quidos.

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