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La medida de la dureza mediante indentación con registro de carga y desplazamiento no es evidente, dada la incertidumbre sobre el tamaño de huella debido al levantamiento (pile-up) o hundimiento (sink-in) plásticos de la superficie de la muestra alrededor del indentador. El método más utilizado para la medida de la dureza mediante la curva de carga/descarga de indentación, el de Oliver y Pharr, sólo tiene en cuenta hundimiento elástico, por lo que el error en la medida de la dureza y el módulo de Young puede llegar hasta un 25% en los casos más extremos. En el presente trabajo se discute una posible corrección al método de Oliver y Pharr para una obtención más ajustada del área de contacto de la huella. Esta corrección requiere de un conocimiento a priori o a posteriori del comportamiento plástico del material.

Se ha estudiado la influencia de la proporción de aditivos (5, 10 ó 30 % en peso), atmósfera (Ar o N2) y tiempo (2 ó 7 h) de sinterización en las propiedades mecánicas a temperatura ambiente de cerámicos de α-SiC sinterizados con fase líquida de Y₂O₃-Al₂O₃. Los resultados muestran que el aumento del tiempo de sinterización conlleva una disminución de la dureza y de la resistencia al desgaste, así como un aumento de la tenacidad. El aumento de la proporción de aditivos tiene idénticas consecuencias, salvo en lo que respecta a la tenacidad que primero aumenta y luego disminuye. La sinterización en atmósferas ricas en nitrógeno conlleva un aumento de la dureza, y una reducción de la tenacidad y de la resistencia al desgaste.

En el presente trabajo se ha evaluado de forma comparativa el comportamiento mecánico de las intercaras matriz/refuerzo de materiales compuestos de matriz de aluminio reforzados con partículas de SiC. Se emplearon partículas de SiC, tanto es estado de recepción como recubiertas con sílice mediante procesos sol-gel. Las funciones del recubrimiento eran limitar la reactividad entre el SiC y el aluminio fundido y mejorar el mojado de las partículas. Se ha estudiado el efecto de los diferentes procesos sol – gel empleados para recubrir las partículas con sílice en las propiedades mecánicas de la interfaz, así como el efecto de las distintas condiciones de fabricación del material compuesto y del tratamiento térmico que posteriormente se aplica al material. Las propiedades mecánicas de la interfaz se determinaron mediante la técnica de nanoindentación utilizando principalmente dos tipos de ensayos: 1) líneas de nanoindentaciones de muy baja carga (0,5 mN) que cruzaban la partícula de refuerzo, para evaluar los gradientes de dureza y módulo elástico a lo largo de la intercara partícula/matriz; 2) indentaciones de mayor carga (150 mN) en las proximidades de la partícula para evaluar las propiedades mecánicas de la intercara y observar los mecanismos de rotura de las intercaras.

Muestras de α-SiC han sido sinterizadas con fase líquida (LPS) a 1950 ºC, en atmósfera de argón y tiempos de procesado entre 1 y 7 horas. Mediante microscopia electrónica de barrido (SEM) se ha caracterizado la microestructura, obteniéndose un tamaño medio de grano que aumenta con el tiempo de procesado desde 0.64 a 1.61 µm.
Estas muestras han sido deformadas en compresión a carga constante, a temperaturas entre 1450 y 1625 ºC, tensiones entre 25 y 450 MPa y velocidades de deformación entre 4.2·10-8 y 1.5·10-6 s-1. Se han determinado los parámetros de fluencia, obteniéndose para n valores entre 2.4     0.1 y 4.5      0.2 y Q=680     35 kJ.mol-1 en muestras sinterizadas durante 1 hora, y n entre 1.2     0.1 y 2.4     0.1 y Q=710     90 kJ.mol-1 para muestras sinterizadas durante 7 horas. Estos resultados se han correlacionado con la microestructura y se han propuesto como posibles mecanismos de deformación el deslizamiento de frontera de grano (GBS) acomodado por difusión en volumen, y el movimiento de dislocaciones,  actuando ambos mecanismos de forma simultánea.

El Código Técnico de la Edificación (CTE) establece las exigencias básicas que deben cumplir los edificios en relación con los requisitos básicos de seguridad y habitabilidad. El Documento Básico de Seguridad de Utilización (DB-SU) del CTE, identifica unas áreas críticas en las que el impacto con elementos frágiles supondría un riesgo para el usuario. El DB-SU establece los niveles de impacto que deben resistir los vidrios en dichas zonas, según el procedimiento de norma UNE-EN 12600:2003. Sin embargo este procedimiento no facilita información acerca de las características del equipo de ensayo, lo que ocasiona que los resultados obtenidos sean dispersos y muy dependientes del equipo de ensayo.
En este artículo se presenta el procedimiento seguido para caracterizar el péndulo de impacto, de manera que se pueda garantizar que durante el impacto se excita únicamente el vidrio. Para ello, ha sido necesario estimar en primer lugar la duración de la excitación durante el impacto. Posteriormente, se ha determinado la frecuencia natural de los vidrios para distintas configuraciones constructivas, geometría y espesores. Finalmente se han determinado los modos de vibración de la estructura soporte del vidrio en el péndulo según distintas fijaciones al suelo.
Cabe destacar como conclusión que la frecuencia natural del péndulo varía de una manera importante al modificar las condiciones de contorno, tales como puntos de fijación con la base, fijación del marco, etc.

Se han obtenido aerogeles híbridos de sílice orgánico-inorgánico por aplicación de ultrasonidos de alta potencia en los precursores líquidos y posterior secado del gel húmedo en condiciones supercríticas en etanol. Las cadenas orgánicas no se degradan térmicamente y aceleran el proceso de contracción de la red por activación térmica. Los ultrasonidos inducen un entrecruzamiento de cadenas orgánicas que unen los cúmulos de sílice porosa y evitan su ciclidación. Los ensayos de ruptura en compresión uniaxial indicaron un aumento del módulo de ruptura, pasando de 8 MPa para el aerogel de sílice pura hasta 24 MPa para un aerogel de 50% en peso de contenido de polímero. Se observa asimismo una disminución continua en el módulo de Young con el contenido de polímero (de 100 a 56 MPa). Estos aerogeles híbridos se comportan como elastómeros con deformaciones de hasta el 50%, mostrando una disminución del módulo de relajación viscoelástica.

En este trabajo se presenta un modelo para explicar las inestabilidades dinámicas observadas durante la deformación plástica a alta temperatura de monocristales de circona estabilizada con itria, (YCSZ, yttria cubic stabilized zirconia) con alto contenido en itria. El modelo se basa en el fenómeno Portevin-Le Chatelier (PLC), que consiste en episodios sucesivos de anclaje y desanclaje de dislocaciones cuando éstas se mueven con una velocidad del mismo orden que los defectos que obstaculizan su movimiento. La evaluación numérica de los parámetros implicados en el modelo muestra que las inestabilidades plásticas son totalmente compatibles con el efecto Portevin- Le Chatelier.

En este trabajo se pretende analizar la microestructura de monocristales de TeO2 (paratelurita) deformados plásticamente en compresión uniaxial a alta temperatura (∼870 K) en distintas condiciones. Para ello, se han ensayado muestras con  orientación cristalográfica [110], y se han cortado láminas correspondientes a los planos de deslizamiento para ser observadas con microscopía electrónica de transmisión. El estudio de la subestructura de dislocaciones en este material es complejo debido a su alta anisotropía. La observación de dicha microestructura ha puesto de manifiesto la presencia de disociación de dislocaciones. Es la primera vez que se encuentra este fenómeno en la paratelurita. De la distancia de equilibrio entre dislocaciones parciales, se ha podido obtener una estimación de la energía de falta de apilamiento en este sistema.

En este trabajo se estudia la dependencia temporal y con la temperatura del crecimiento estático del tamaño de grano en YTZP 4 mol %, con un tamaño inicial dentro del rango submicrométrico (    > 0.1 µm), así como su comportamiento mecánico a temperaturas comprendidas entre 1200 ºC y 1500 ºC. El crecimiento de grano está controlado por la segregación de itrio en las fronteras de éstos, la cual juega un papel determinante en los procesos de difusión catiónica. La caracterización microestructural de las muestras, antes y después de ser deformadas, nos permite concluir que la deformación del material es debida al deslizamiento de fronteras de grano (DFG), con exponentes de tensión que aumentan con la tensión de deformación, siendo siempre inferiores a n = 2.

Es usual que en aplicaciones reales los materiales cerámicos sufran fatiga por contacto. Una estrategia para mejorar su resistencia a la aparición de fatiga por contacto es la utilización de materiales con tensiones residuales de compresión en la superficie. En concreto, en este trabajo se presenta el estudio de la resistencia al contacto esférico estático y cíclico de un cerámico multicapa de alúmina y alúmina / circona producido por colaje en cinta, en el que aparecen tensiones residuales debido al desajuste entre los coeficientes de expansión térmica de las capas. También se estudia una alúmina monolítica con objeto de realizar comparaciones con un material sin tensiones residuales. Se muestra que la resistencia a la aparición de grieta anillo es mayor en el caso del material multicapa que en el de la alúmina, tanto en contacto estático como cíclico. También se muestra que existe fatiga mecánica en los dos materiales bajo contacto cíclico, y no sólo corrosión bajo tensión. Finalmente se propone una relación simple entre carga aplicada y tiempo hasta aparición de daño.

La microscopía óptica confocal (LSCM, Laser Scanning Confocal Microscopy) es una técnica microscópica basada en una construcción óptica que permite eliminar la luz procedente de zonas no enfocadas de la muestra. Mientras que es de amplio uso en Ciencias de la Vida, la aplicación de LSCM a la Ciencia de Materiales no ha sido apenas explorada, siendo prácticamente inexistentes los estudios fractográficos que se apoyen en LSCM. A pesar de ello, sus características (obtención de información tridimensional, resolución por debajo de la micra y sencilla preparación de muestras) la convierten en una herramienta idónea para una multitud de problemas fractográficos, debido a la obtención rápida de valiosa información y a su buena coordinación con la microscopía electrónica de barrido (SEM).
En este trabajo, los autores estudian en detalle un sistema de interés (fibras cerámicas de circona dopada con un 5% molar de erbia, sometidas a ensayos de tracción a alta temperatura) mediante LSCM. Además de poner de relieve la utilidad de la técnica y de revelar la textura característica de la superficie de fractura de dichas fibras, se encuentra que dicha textura refleja la estructura nanométrica de precipitados propia del material.

Se han estudiado carburos de silicio biomórficos (bioSiC) fabricados mediante infiltración reactiva de silicio líquido en una preforma de carbón de origen vegetal. Se obtiene así una cerámica porosa de SiC con silicio remanente en sus poros. Este silicio puede alterar considerablemente las propiedades mecánicas de los bioSiC. Este trabajo preliminar se centra en el estudio de las propiedades mecánicas de los bioSiC fabricados a partir de preformas de haya, eucalipto y pino, tras reacción con una disolución de HF y HNO3 que elimina ostensiblemente el silicio residual. Las propiedades mecánicas a altas temperaturas fueron estudiadas a partir de ensayos de compresión a velocidad de deformación constante. La caracterización microestructural del material resultante, antes y después de los ensayos mecánicos, fue realizada mediante Microscopía Electrónica de Barrido (MEB).

Este trabajo está orientado a determinar las condiciones de tensión y temperatura para las cuales ocurre la nucleación y coalescencia de cavidades en dos materiales cerámicos a base de nitruro de silicio sinterizados bajo presión de gas. En particular, se indica que, aunque ambos materiales muestran significativos niveles de deformación estacionaria a tensiones menores que 90 MPa, a tensiones mayores las cavidades nuclean y coalescen, dando lugar a fluencia terciaria. Las observaciones microestructurales por microscopía electrónica de barrido sugieren que la cavitación está asociada al movimiento viscoso de la fase secundaria.

En un gran número de materiales cerámicos policristalinos, la fase mayoritaria coexiste con una fase secundaria, generalmente de naturaleza vítrea. La existencia de esta fase se debe al uso de determinados aditivos durante la sinterización. En general, la fase secundaria se acumula en “bolsas” entre varios granos, o bien se distribuye en forma de película delgada en las fronteras de grano. Desde el punto de vista de la fluencia a alta temperatura, la fase secundaria desempeña un triple papel: en primer lugar, esta fase puede fluir bajo la acción de la tensión aplicada. Por otra parte, las fronteras de grano ocupadas por la fase secundaria constituyen trayectorias de alta difusividad, incluso a temperaturas menores que las requeridas para la difusión por el interior de los granos. Por último, las regiones ocupadas por fase secundaria constituyen localizaciones preferentes para la nucleación de cavidades.
En este trabajo se exponen los mecanismos de deformación característicos de policristales cerámicos con fases secundarias vítreas (fluencia viscosa, disolución-precipitación y fluencia por cavitación), que están relacionados con el triple papel que desempeñan estas fases. En particular, se presentan los modelos más significativos para cada mecanismo, así como una comparación con resultados experimentales obtenidos en distintos materiales.

Se ha estudiado la microestructura y el comportamiento mecánico a alta temperatura de compuestos de circona tetragonal (3Y-TZP) con un 40% en volumen de níquel (referidos en adelante como TZP-Ni). El contenido en níquel está por encima del punto de percolación, que en estos compuestos cerámico-metal procesados en vía húmeda se sitúa en el 34% vol. de contenido metálico. La caracterización microestructural se ha realizado mediante observaciones de microscopía electrónica de barrido. La plasticidad de los compuestos se ha estudiado mediante ensayos de fluencia en compresión uniaxial a carga constante en atmósfera de argón realizados en el rango de temperaturas entre 900 y 1250 ºC y tensiones entre 9 y 144 MPa. Para estudiar el efecto del níquel en el comportamiento del cermet se ensayaron en condiciones similares esqueletos de TZP, obtenidos mediante la eliminación de la fase metálica de los compuestos por ataque químico con HNO3. El comportamiento plástico de estos materiales está controlado por la matriz cerámica. Las velocidades de deformación son muy superiores a las del TZP monolítico, hecho que se ha explicado atendiendo a la distribución de la fase metálica en la matriz en estos compuestos. La percolación de la fase metálica es responsable del aumento en la velocidad de deformación y permite que el cermet deforme a temperaturas tan bajas como 900 ºC.

En este trabajo se ha realizado un estudio del sistema eutéctico Al₂O₃/Y₃Al₅O₁₂  crecido a distintas velocidades mediante solidificación direccional de zona flotante por calentamiento con láser. El análisis microestructural se ha realizado mediante Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y de Transmisión (MET), tanto en muestras tras el procesado con láser como en muestras sometidas a los distintos tratamientos termo-mecánicos. El estudio de las propiedades mecánicas se ha llevado a cabo mediante ensayos a velocidad de deformación constante y ensayos de fluencia -a carga de compresión constante- para diversos valores de tensión y de temperatura en atmósfera de aire. De los resultados obtenidos se deduce que la resistencia está íntimamente asociada a la microestructura de las muestras, la cual depende de la velocidad de solidificación. La presencia de dislocaciones es clara a altas velocidades de deformación, observándose los mecanismos activos de deformación típicos de la alúmina monocristalinas, como son la formación de bucles de dislocaciones para evitar obstáculos. Los valores de los exponentes de tensión y la energía de activación sugieren un comportamiento difusional para bajas velocidades de deformación, a las que no se observan dislocaciones.

Se ha estudiado el comportamiento en fluencia de perovsquitas conductoras protónicas de alta temperatura fabricadas por fusión láser, en particular los sistemas SrCe_0.9Y_0.1O_3-δ y Sr₃Ca₁.18Nb_1.82O_9-δ. Se ha estudiado la microestructura antes y después de los ensayos mecánicos mediante Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y Difracción de Electrones Retrodispersados (Electron BackScattering Diffraction, EBSD), con el objetivo de correlacionar el comportamiento plástico de estos materiales con su evolución microestructural. Los materiales analizados tienen una estructura celular de granos alargados, separados por una fase amorfa, y presentan una fuerte textura cristalográfica bi-axial. Se han realizado ensayos de deformación a carga constante (fluencia) a diversas tensiones y temperaturas, en atmósfera inerte de Ar y en aire. Tras los ensayos, la fase intercelular fluye hacia el exterior de la muestra y se ha comprobado mediante EBSD que los granos rotan de forma rígida. El comportamiento en fluencia de estos materiales es independiente de la atmósfera de trabajo y se corresponde con un mecanismo de flujo viscoso de las células en la matriz amorfa, controlada por difusión en volumen.

Se ha sometido una amplia gama de pavimentos cerámicos comercializados de gres porcelánico y de monococción porosa a ensayos de fricción/  abrasión usando un equipo de “pin-on–disk”. Los resultados del coeficiente de fricción se discuten en función de la perfilometría de la huella final resultante y de resultados previos realizados con el método PEI de resistencia a la abrasión profunda. Se obtienen valores de coeficiente de fricción dinámico (µ) entre 0.6- 1.00 para todas las plaquetas investigadas sin que se haya encontrado una correlación directa entre este coeficiente y los valores de la clasificación PEI o incluso de los ensayos de indentación expresados con el índice de fragilidad como la relación B = HV/ KIC . Aun así, las curvas de variación de µ en función de los ciclos de giro, permiten comprobar que existe un fenómeno de abrasión simultánea cuando se usan puntas de alúmina, mostrando un comportamiento diferente según el tipo de plaqueta ensayada. Para sistematizar estos resultados en función del tipo de material considerado, se ha definido un parámetro de abrasión a partir de las curvas: µ - ciclos (expresados en rpm), lo que puede permitir una mejor clasificación de dichos materiales.

Una posible aplicación del SiC biomórfico (bioSiC) son los reforzante estructural en hormigones refractarios.  En este caso se han fabricado piezas de bioSiC con forma de cilindros alargados, 3-4 mm de diámetro y 30-35 mm de longitud, mediante infiltración reactiva de Si líquido en piezas de carbón obtenidas por pirolización de madera de haya de calidad comercial.  Hemos estudiado las características microestructurales y las propiedades mecánicas de los reforzantes, como paso previo al estudio de la aplicación mencionada, de la que se ofrece un avance en este trabajo.  Para caracterizar la calidad del material y del proceso de fabricación, la microestructura de las piezas se ha estudiado mediante microscopía electrónica de barrido. Los reforzantes de bioSiC fueron ensayados a compresión uniaxial y flexión en cuatro puntos a temperatura ambiente y a alta temperatura (1250-1400ºC) para la determinación de sus propiedades mecánicas, y se realizaron estudios fractográficos en el segundo tipo de ensayos.  Subsecuentemente, se prepararon ladrillos refractarios con un 3% en peso de reforzantes de bioSiC, que fueron curados a diferentes temperaturas (máx. 1600ºC).  Estos ladrillos se han ensayado en compresión y flexión en tres puntos, a temperatura ambiente, comparándose los resultados con los obtenidos en ladrillos sin reforzantes y reforzados con agujas metálicas de calidad comercial (acero refractario 306 ó 310), con la misma formulación y condiciones de curado.