Tenacidad a la fractura de compuestos cermets 3Al2O32SiO2/Ag manufacturados por molienda de alta energía

• Published in: Matéria 2016-03, Vol.21 (1), p.243-251
• Main Authors: Hernández, José G. Miranda, Bustamante, Miriam Vázquez, Hernández, Héctor Herrera, Morán, Carlos O. González, Rangel, Enrique Rocha, García, Elizabeth Refugio
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 1517-7076; 1517-7076
• DOI: 10.1590/S1517-707620160001.0022

La fabricación de materiales compuestos de matriz cerámica reforzados con partículas metálicas han propiciado la formación de nuevos materiales conocidos como compuestos CERMETS, materiales que debido a sus elementos precursores poseen propiedades distintas a las de los materiales convencionales. En este trabajo se establece la ruta de fabricación de materiales compuestos cermets base 3Al2O3*2SiO2 reforzados con partículas metálicas de Ag a partir de la formación de la composición química en peso de polvos de 3Al2O3*2SiO2 / 1% Ag en busca de un aumento en la tenacidad a la fractura con respecto al cerámico base. La composición química de polvos es sometida a un proceso de mezcla molienda de alta energía en seco en un molino tipo planetario por 2 horas a 200 rpm. Los polvos posteriormente son conformados en muestras cilíndricas de 20 mm de diámetro y 3 mm de espesor mediante la aplicación de carga uniaxial en frío de 200 MPa. Las muestras son sinterizadas a 1500°C y 1600°C por una y dos horas en un horno de resistencia eléctrica en atmósfera controlada de gas nitrógeno. Los compuestos fabricados son analizados microestructuralmente por microscopia óptica y electrónica de barrido. Se determina la densidad y las propiedades mecánicas de dureza y tenacidad a la fractura, las dos últimas por el método de indentación. Los resultados muestran la viabilidad de fabricación de materiales compuestos cermets así como los cambios en la densidad, la dureza y la tenacidad a la fractura, con respecto al cerámico 3Al2O3*2SiO2 sin refuerzo metálico. The composites known as CERMETS are a combination between ceramics and metallic materials. The properties of these materials are different in comparison to conventional materials and their derivatives. The processing methodology of 3Al2O3*2SiO2 reinforced with silver metallic particles (CERMET) was established and discussed in this research. The final chemical composition of the powder mixture obtained by high energy mechanical milling technology was 3Al2O3*2SiO2 / 1 wt.% Ag in order to improve the fracture toughness aptitude as related to the ceramic base material. The milling was carried out for 2 hours at 200 rpm in dry. The powders were uniaxially pressed into cylindrical samples at a pressure of 200 MPa and then were subjected to a sintering treatment at 1500°C and 1600°C for 1 and 2 hours respectively using an electric furnace with nitrogen gas atmosphere. The resulted materials were microstructurally analyzed by using opt