Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

MÓDULO 2. INGENIERÍA DE MATERIALES

MOPIM: Materia Optativa de Ingeniería de Materiales

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Descripción/Contenidos

Origen del momento magnético y de la imanación de los materiales. Procesos de imanación (materiales blandos, materiales duros), aplicaciones y utilización de los materiales magnéticos. Obtención de materiales magnéticos (elementos puros, aleaciones, dispersiones nano-granulares, cintas, películas delgadas). Caracterización de los materiales magnéticos (inducción, efecto Hall, magnetorresistencia (GMR), magnetómetro de muestra vibrante, VSM, efecto Kerr magnetoóptico transversal).

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Competencias genéricas

CG1 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios, habitualmente multidisciplinares, relacionados con la caracterización, comprensión, diagnóstico, elección de materiales y diseño y gestión de los procesos de fabricación y tratamiento correspondientes.

CG2 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades económicas, medioambientales, sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.

CG3 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones (y los conocimientos y razones últimas que las sustentan) tanto oralmente como por escrito, a públicos especializados y no especializados en materiales y procesos de fabricación, de un modo claro y sin ambigüedades, adaptándose siempre a las prácticas y formas de expresión de cada entorno concreto.

CG4 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando, una vez finalizado el máster, de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

CG5 - Que los estudiantes sean capaces de identificar y relacionarse con los foros nacionales e internacionales, centros de investigación, científicos y profesionales, de las áreas de materiales y de procesos de fabricación, especialmente con aquellos grupos que detentan el liderazgo de sus especialidades a nivel nacional e internacional.

CG6 - Que los estudiantes adquieran la formación y destrezas propias de un investigador científico, particularmente su espíritu crítico, su capacidad de identificación, análisis y contraste de las fuentes solventes de información, el método y el rigor a la hora de plantear propuestas, proponer modelos, realizar experimentos y analizar resultados, así como la precisión y la moderación a la hora de emitir juicios.

CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios

CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades

CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

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Competencias específicas

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Resultados aprendizaje

R1- Identificar y relacionarse con los foros nacionales e internacionales, centros de investigación, científicos y profesionales, relacionados con el análisis, el ensayo y los tratamientos para la mejora de las propiedades de materiales.

R2- Adquirir la formación y destrezas propias de un investigador científico en el campo del análisis, el ensayo y los tratamientos de materiales, como son: espíritu crítico, capacidad de identificación, análisis y contraste de las fuentes solventes de información, método y rigor a la hora de plantear propuestas, proponer modelos, realizar experimentos y analizar resultados, así como la precisión y la moderación a la hora de emitir juicios, entre otros.

R5- Conocer y adquirir los fundamentos de los materiales magnéticos.

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Metodología

Metodologías Docentes

Clases Magistrales

Clases Prácticas

Trabajo en Grupo

Trabajo Autónomo

Tutorías

Actividades Formativas

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Evaluación

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Temario

 I.    1.- Momento magnético de una carga en movimiento: aproximación clásica, razón giromagnética. Cuantificación del momento magnético: el magnetón de Bohr, momento magnético de spin, factor de Landè. I. 2.- Momento magnético de elementos 3d: curva de Slater. Materiales con imanación media. Momento magnético de elementos 4f. Materiales con gran imanación. I. 3.- Interacción spin-spin, interacción de canje. Dominios ferromagnéticos, paredes entre dominios, imanación de saturación; anisotropía magnética; anisotropía de forma.

II.    1.-  Procesos de imanación: procesos de movimiento de paredes magnéticas, procesos de rotación de la imanación. Ciclos de histéresis. II. 2.- Parámetros característicos de un material magnético. Materiales magnéticos blandos: sus propiedades. Materiales magnéticos duros: sus propiedades. II. 3.- Selección de un material magnético según su utilización o uso en dispositivo: adecuación y optimización basada en los parámetros magnéticos característicos.

III. LABORATORIO. 1.- Obtención en laboratorio de materiales magnéticos, películas delgadas y dispersiones nanogranulares magnéticas en matriz metálica por deposición por láser pulsado o sputtering. III. 2.- Obtención en laboratorio de elementos y aleaciones partiendo de elementos puros, fusión en atmósfera inerte. III. 3.- Obtención de cintas de aleaciones vítreas magnéticas: enfriamiento ultrarrápido en rueda fría. III. 4.-Caracterización estructural, rayos X.

IV.   LABORATORIO. 2.- Caracterización magnética de materiales blandos, núcleos magnéticos, por inducción; ciclos de histéresis. IV. 2 Caracterización magnética de materiales duros, imanes, con magnetómetro de muestra vibrante, ciclos de histéresis. IV. 3.- Caracterización, con sonda Hall, de un imán como actuador: elaboración del mapa espacial del campo magnético que produce.

 V.  LABORATORIO. 3.- Caracterización magnética de películas delgadas por medio del efecto Kerr magnetoóptico. V. 2.- Determinación de la magneto-rresistencia gigante de películas delgadas con dispersiones de nanogránulos magnéticos. V. 3.-  Caracterización magnética, valor de la imanación espontánea, de películas delgadas por medio del efecto Hall.

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Programa de prácticas experimentales

El expuesto arriba:

LABORATORIO. 1.1- Obtención en laboratorio de materiales magnéticos, películas delgadas y dispersiones nanogranulares magnéticas en matriz metálica por deposición por láser pulsado o sputtering. 1.2.- Obtención en laboratorio de elementos y aleaciones partiendo de elementos puros, fusión en atmósfera inerte. 1.3.- Obtención de cintas de aleaciones vítreas magnéticas: enfriamiento ultrarrápido en rueda fría. 1.4.-Caracterización estructural, rayos X.

LABORATORIO. 2.1- Caracterización magnética de materiales blandos, núcleos magnéticos, por inducción; ciclos de histéresis. 2.2 Caracterización magnética de materiales duros, imanes, con magnetómetro de muestra vibrante, ciclos de histéresis.  2.3.- Caracterización, con sonda Hall, de un imán como actuador: elaboración del mapa espacial del campo magnético que produce.

LABORATORIO. 3.1.- Caracterización magnética de películas delgadas por medio del efecto Kerr magnetoóptico. 3.2.- Determinación de la magneto-rresistencia gigante de películas delgadas con dispersiones de nanogránulos magnéticos. 3. 3.-  Caracterización magnética, valor de la imanación espontánea, de películas delgadas por medio del efecto Hall.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

1. Introduction to magnetic materials. B.D. Cullity. Addison-Wesley Publishing Company, Inc. (Reading, MA 1972) ISBN: 0-201-01218-9

2. Introduction to Magnetism and Magnetic Materials. David Jiles. Chapman and Hall (London, UK 1998) ISBN: 0 412 79850 6

3. Modern Magnetic Materials. Robert C. O´Handley. John Wiley & Sons, Inc. (New York NY 2000) ISBN: 0-471-15566-7

4. Magnetism: Materials and Applications. Ed. by Étienne du Trémolet de Lacheisserie, Damien Gignoux, Michel Schlenker. KluwerAcademic Publishers, Springer Science+Business Media, Inc. (New York NY 2005) ISBN: 0-387-23000-9

5. Magnetism and Magnetic Materials. J.M.D. Coey. Cambridge University Press, (Cambridge, UK 2010) ISBN: 978-0-521-81614-4

6. Física de los Materiales Magnéticos. Antonio Hernando y Juan M. Rojo. Editorial Síntesis, (Madrid, España 2001) ISBN: 84-7738-857-1

7. Los Materiales Magnéticos en la Industria Eléctrica. P.R. Bardell. Urmo (Bilbao 1970)

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Idiomas

CASTELLANO

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Lugar de impartición

Aulario y laboratorios.

Consultar la web del Máster:

www.unavarra.es/sites/masteres/industriales/materiales-y-fabricacion/horarios-aulas.html#cCentralUPNA

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