Efecto de la temperatura en las propiedades físico – mecánicas de nanocompuestos de alúmina-ytria sinterizados por microondas

Resumo

RESUMEN

En el presente trabajo se evaluó la influencia de la temperatura de sinterización sobre las propiedades físico-mecánicas del nanocompuesto  Alúmina-Ytria  (A-Y), al 3 % en peso de Ytria (Y₂O₃). La sinterización se desarrolló  mediante horno microondas como una alternativa al uso del horno convencional, con la finalidad de lograr mejores resultados en vista que la alúmina presenta problemas de fragilidad. Los polvos del nanocompuesto A-Y fueron obtenidos a partir de α-Alúmina y Alcóxido de Itrio mediante un proceso coloidal. El nanocompuesto fue sinterizado en un horno microondas a: 1300 °C, 1400 °C y 1500 °C, sinterizándose también Alúmina pura a fin de comparar los resultados obtenidos. El material final se sometió a ensayos de densidad, dureza y tenacidad a la fractura K_IC. De los resultados obtenidos se observa que a medida que se incrementa la temperatura de sinterización, se incrementan los valores de las propiedades físico-mecánicas tanto de la Alúmina pura como del nanocompuesto y por lo tanto las propiedades mejoran. Los mayores valores de densidad, dureza y tenacidad a la fractura se obtuvieron a 1500 °C, siendo para la alúmina: 3,79 g /cm³, 26,12 GPa y 4,41 MPa.m^(0,5), y para el nanocompuesto: 3,76 g /cm³, 25,16 GPa y 3,95 MPa.m^0,5. Los resultados de tenacidad a la fractura (K_IC)  se compararon con los obtenidos  por Alvarado ( 2004), quien utilizó una sinterización en horno convencional para el mismo material obteniendo para la Alúmina 3,94 MPa.m^(0,5) y para el nanocompuesto A-Y 4,56 MPa.m^0,5 a 1600°C. Que al compararlos se tiene que el K_IC de la Alúmina sinterizada en microondas es mayor en  0,47 MPa.m^0,5, mientras que el nanocompuestos es menor en 0,61 MPa.m^0,5 . Realizando un análisis de regresión lineal de los datos del K_IC obtenidos para el nanocompuesto sinterizado por microondas, se le estima un valor de 5,71 MPa.m^0,5 a 1600°C, que nuevamente al compararlo con el resultado del nanocompuesto convencional resulta mayor en 1,15 MPa.m^0,5; demostrándose mejores resultados mediante el proceso de sinterizado por microondas.