Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
estudiado, comprende materiales con tres tipos de configuraciones microestructurales (A, B y C). Por un
lado los materiales donde la Mullita, proveniente de la Mullita Zirconia, comprende la fase continua (A),
y actúa como matriz. En segundo lugar los materiales con alta proporción de Zircón en los cuales éste
actúa como fase continúa (C), donde los granos de Zircón y la baddeyelita (m-ZrO2) forman las fases
dispersas. Y en tercer lugar materiales donde no es posible distinguir una fase continua que actúe como
única matriz (B), es decir materiales con altas proporciones de Mullita y Zircón. Ejemplos de estas
configuraciones se muestran en las figuras 1-3, además esquemas de las mismas se incluyen en la figura
4A para correlacionarlas con la resistencias mecánica.
3.3 Propiedades mecánicas
La figura 4A muestra la dependencia de la resistencia mecánica (σf) con la cantidad de Mullita Zirconia
en la composición inicial del composito. Se observa un máximo en el composito con un 45% p/p de MZ.
A su vez los valores de σf están correlacionados con la configuración microestructural, observándose que
la máxima resistencia se logra con una configuración en la que la proporción de las tres fases es
importante y ninguna de las mismas actúa como matriz. Tal vez la cantidad de m-ZrO2 de estos
compositos es óptima y por encima de este valor el efecto de la misma comienza a ser negativo.
250
A 200
B
E (GPa)
150
100
50
0
( ) 2
E = 248. 1−1.
82MZ
+ 0.
00738 MZ
20 40 60 80 100
MZ (inicial) %p/p
Figura 4 (A y B): Resistencia mecánica σf y Módulo de elasticidad (E) de los compositos de Mullita
Zirconia Zircón en función de la composición inicial, respectivamente.
La segunda propiedad mecánica medida, es el módulo de elasticidad dinámico (E), y fue evaluado por el
método de excitación por impulso. La figura 4B muestra la clara correlación entre los valores de E con la
composición inicial de los compositos. Tomando todos los valores de los materiales compuestos
(MZZ15-MZZ85) se ajustó el valor de E con la cantidad de MZ inicial para elaboración del composito y
se encontró la expresión cuadrática que se muestra en la misma figura (R 2 =0.9994). Donde E es el
módulo de elasticidad y MZ es el %p/p de Mullita Zirconia en la composición inicial.
E (GPa)
250
200
150
100
50
E exp
E teo
0
0 10 20 30 40 50 60
ZrO 2 (p/p %)
E exp
E teo
E exp
E teo
0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 80 100
Mullita (p/p %) Zircón (p/p %)
Figura 5: Módulo de elasticidad (experimental y teórico) de los compositos Mullita Zirconia Zircón, en
función de la cantidad de cada una de las fases cristalinas presentes.
La figura 5 muestra la relación entre el Módulo de elasticidad y las fases cristalinas presentes en el
material. Existe una correlación con cada una de las fases que también está bien definida para compositos
de Mullita Zirconia Zircón, pudiéndose definir la siguiente regla de las fases (donde M, B y Z son las
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