SINTERIZACION DE ZIRCONIA NANOESTRUCTURADA. EFECTO EN LA MICROESTRUCTURA Y DUREZA VICKERS

S. GOMEZ; G. SUAREZ; N. RENDTORFF; E. AGLIETTI

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Jornada; 1° Jornadas Nacionales de Investigación en Cerámica JONICER 2015; 2015

Asociación Tecnica Argentina de Cerámica ATAC

SINTERIZACION DE ZIRCONIA NANOESTRUCTURADA. EFECTO EN LA MICROESTRUCTURA Y DUREZA VICKERS Sofía Gómez* (a), Gustavo Suárez (a)(b), Nicolás M. Rendtorff (a)(b), Esteban F. Aglietti (a)(b) (a) CETMIC Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica (CIC-CONICET La Plata) Con Centenario y 506 M.B. Gonnet (1897), Buenos Aires, Argentina. (b) Departamento de química, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, 47 y 115, La Plata 1900 Buenos Aires, Argentina. *E-mail: sofiagomez@cetmic.unlp.edu.ar La zirconia es un material cerámico muy versátil con excelentes propiedades mecánicas y con muchas aplicaciones que van desde los refractarios a los biomateriales y las celdas de combustibles. Los materiales nanoestructurados han surgido como alternativa adecuada para superar las limitaciones de los microestructurados y monolíticos. La desventaja principal de los polvos de tamaño nanoscópico es la fuerte tendencia a aglomerarse, alcanzando tamaños del orden del micrón. En este trabajo se presenta el estudio de la sinterización de materiales conformados por zirconia con 3 y 8 mol% de ytria (Y2O3) -3Y tetragonal y 8Y cúbica respectivamente- y su efecto en el tamaño de grano y en las propiedades mecánicas (dureza Vickers). Los nanopolvos de zirconia fueron prensados uniaxialmente en probetas. Se estableció la evolución térmica en el rango 1000-1500ºC de las propiedades texturales (porosidad y densidad) y se evaluó el tamaño de grano de las piezas sinterizadas usando un microscopio de barrido electrónico (SEM). Se utilizó el método de identación para evaluar la dureza Vickers (Hv), y en las probetas con adecuada microestructura se evaluó la tenacidad a la fractura (KIC) a partir de la evaluación de las grietas que se desarrollan en los vértices de la impronta Vickers. Se observó que a temperaturas de sinterización mayores a 1400°C la porosidad es casi nula. El tamaño de grano aumenta a medida que aumenta la temperatura de sinterización debido a los aglomerados que se forman como resultado del crecimiento de grano. Por otra parte, el tamaño de grano a la misma temperatura resulta ser en todos los casos mayor en las piezas conformadas por 8Y respecto de las conformadas por 3Y. Se corrobora que la dureza Vickers está fuertemente relacionada con el crecimiento de grano y que el efecto del tamaño de grano es más significante en las muestras de 8Y.