Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
fracciones en peso de las fases presentes: Mullita, m-ZrO2 y Zircón respectivamente), el error relativo de
Eteo es menor al 5% en todos los casos.
Eteo = 200 − 0.
558M
− 0.
451B
+ 0.
253Z
(4)
La tenacidad y la energía de iniciación fueron evaluadas por el método de la entalla, los valores de la
tenacidad fueron ajustados con la cantidad de MZ en la composición inicial (MZ, %p/p), lo cual se grafica
en la figura 6; encontrándose una relación lineal:
= 1 . 73 + 0.
0117.
MZ
(5)
K IC
K IC (MPa.m 1/2 )
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
K IC experiemental
ajuste lineal
0 20 40 60 80 100
MZ (%p/p), inicial
γ NBT (J/m 2 )
30
25
20
15
10
5
0
γ NBT
Ajuste lineal
0 20 40 60 80 100
MZ (%p/p), inicial
Figura 6: Tenacidad (KIC) y energía de iniciación (γNBT) de los compositos de Mullita Zirconia Zircón.
La energía de iniciación evalúa la energía necesaria para generar un metro cuadrado de superficie en un
material y fue estimada a partir de la tenacidad y el módulo de elasticidad (ecuación 3). Como era de
esperar esta propiedad estará correlacionada con las proporciones de cada una de las materias primas.
Los valores obtenidos fueron ajustados con la cantidad de MZ en la composición inicial obteniéndose la
siguiente ecuación lineal:
γ = 5 . 25 + 0.
219.
MZ
(6)
NBT
3.4 Aumento de la tenacidad de los materiales, (“toughening”)
Como se mencionó anteriormente, incorporando partículas de Zirconia a una matriz cerámica se logra un
aumento importante de la tenacidad. Varios mecanismos intervienen: transformación martensítica,
microcracks, puenteo y deflexión de grietas por nombrar algunos. Cuál o cuales de estos mecanismos
opera en cada material depende de varias variables, tales como: rigidez de la matriz, tamaño de la
partícula de Zirconia, composición química, temperatura resistencia mecánica, etc. por otro lado no se
detectaron grandes contenidos de t-ZrO2 en consecuencia se puede aseverar que no existe importante
aumento de la tenacidad por transformación (“transformation toughening”).
K IC (MPa.m 1/2 )
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
K IC
γ NBT
0 10 20 30 40 50
0
60
m-ZrO (%p/p)
2
Figura 7: Tenacidad (KIC) y energía de iniciación (γNBT) de los compositos de Mullita Zirconia Zircón en
función de la cantidad de Zirconia monoclínica.
A continuación en la figura 7 se grafica la tenacidad y la energía de iniciación en función de la cantidad
de m-ZrO2 del composito. Queda claro que estas propiedades dependen linealmente con las proporciones
1455
40
30
20
10
γ NBT (J/m 2 )