OBTENCIÓN DE COMPOSITOS BASADOS EN ZrO2 ESTABILIZADA CON CaO POR DISTINTAS TÉCNICAS DE SINTERIZADO

YESICA BRUNI; LILIANA B. GARRIDO; GUSTAVO SUÁREZ; ESTEBAN F. AGLIETTI

Olavarria

Congreso; XI Congreso Internacional de Cerámica, Vidrio y Refractarios; 2013

SPS (Spark Plasma Sintering) representa en la actualidad un avance tecnológico en cuanto a la consolidación de polvos cerámicos dado que posibilita un sinterizado óptimo a menores temperaturas y tiempos cortos en comparación con otras técnicas de sinterizado convencionales. Esta técnica básicamente consiste en la aplicación simultánea sobre el polvo a sinterizar de un pulso de corriente de alto voltaje y presión uniaxial, cuyo efecto combinado deriva en una mejora sustancial de los procesos de densificación y por lo tanto en un progreso de las propiedades mecánicas. En el presente trabajo se elaboraron cerámicos de distinta composición basados en ZrO2 estabilizada con CaO  (a partir de mezclas de m-ZrO2 y cemento de alta alùmina conteniendo CaO) aplicando esta técnica entre 1200 y 1400 ºC. Por otra parte los mismos compositos se sinterizaron por vía convencional mediante el prensado uniaxial y posterior tratamiento térmico en el mismo rango de temperatura. El objetivo consistió en evaluar el efecto de las distintas técnicas de sinterizado sobre la composición, microestructura, densidad, porosidad y dureza de dichos cerámicos. En cuanto a la composición por  DRX se determinó la presencia de las fases m-ZrO2, c-ZrO2, CA2 (CaAl4O7) y CaZrO3. Se determinó de manera semicuantitativa el porcentaje de fase zirconia estabilizada como fase cúbica. La microestructura se analizó por microscopía de barrido electrónico (SEM). La densidad aparente se obtuvo por el método de inmersión en mercurio. La densidad relativa se calculó a partir de la densidad teórica considerando la fracción en volumen de cada fase (estimada analíticamente a partir de los resultados de DRX) y la densidad de las fases individuales. La porosidad se calculó en función de la densidad relativa. La dureza se determinó por el método de identación de Vickers según norma ASTM C-1327. En cuanto al grado de estabilización de la fase zirconia el sinterizado por SPS resultó ser más efectivo frente a la técnica convencional alcanzando a 1200°C la estabilización total para los compositos con mayor contenido de CaO, mientras que recién a 1400°C se logró el mismo efecto por sinterizado convencional. Además se evidenció una notable reducción de la porosidad para los distintos compositos sinterizados por SPS en comparación a los sinterizados vía convencional en el rango de tratamiento térmico evaluado. Este resultado explica la mayor dureza determinada para los compositos sinterizados por SPS: entre 1200 y 1400 °C la dureza  fue en general del orden de los 9 GPa. En tanto los compositos obtenidos por vía convencional presentaron una baja dureza a 1200 °C del orden de 1 GPa debido al incipiente grado de sinterizado, mientras que a 1400 la dureza se elevó a 6 GPa para los compositos de menor contenido de cemento.