Superplasticidad en materiales cerámicos.

Aplicaciones

Para poder describir la superplasticidad en los materiales cerámicos, debemos primero conocer la deformación de esta a altas temperaturas, La fluencia restauración es la deformación mediante la activación de dislocaciones. Cuando no se presentan dislocaciones, uno de estos por defectos en la cara por el flujo de defectos puntuales llamado Fluencia difusional. Y el otro es el responsable por la integridad de poli cristal, este es llamado DFG. Si el DFG es la deformación que prima en el proceso, puede haber un deslizamiento de dislocaciones a lo largo del poli cristal, formación de cavidades en puntos triples o apertura de fisuras en puntos triples. La característica microscópica más importante de este tipo de deformación es que los granos del poli cristal mantienen su forma original después de la deformación.

Únicamente cuando se presenta la fisuracion en puntos triples en las cavidades del cerámico o se encuentra una deformación importante o superdeformacion, es cuando se dice que el material llega a la superplasticidad. La superplasticidad se define como la facilidad que tiene un material de alcanzar elongaciones de varios cientos por cien. Es la deformación de un material por DFG sin la alteración de la micro estructura. Mientras que el DFG sea el mecanismo que controle la deformación, se puede hablar de superplasticidad en ensayos de tracción y de compresión.

La lista de materiales cerámicos en los que se ha encontrado la superplasticidad es hoy día muy amplia. Dado que la superplasticidad es un fenómeno controlado por las fronteras de granos y que éstas son zonas de precipitación de impurezas y donde se forman las fases vítreas presentes en gran parte en los materiales cerámicos, nos limitaremos en este artículo a describir el comportamiento superplástico de poli cristales de óxido de circonio estabilizados parcialmente con óxido de y trio (Y-TZP o YPSZ)

I.     Desarrollo

Teniendo en cuenta que la superplasticidad solo se presenta con el tipo de deformación DFG, vamos a realizar únicamente el análisis del Zr02-Y2O3. Aunque existen discrepancias en los parámetros de la ecuación que describe el comportamiento superplástico del Y-TZP, hay un acuerdo generalizado de que es el DFG el mecanismo que controla la superplasticidad. Este DFG en la superplasticidad tiene, necesariamente, que venir acomodado, ya que si no el material no podría sufrir grandes deformaciones. En nuestro Grupo se ha hecho recientemente un gran esfuerzo de racionalización de los resultados en Y-TZP. Esta racionalización se ha basado en la idea de que para que se produzca DFG es necesario vencer una tensión crítica o umbral, por debajo de la cual los granos no pueden deslizar unos con respecto a los otros.

La fuerte dispersión de resultados de la que hemos hablado antes ha sido comentada en detalle para el Y-TZP y para una temperatura de 1350-C en (13). Para evitar confusión y comparaciones con materiales de distinta procedencia y con distintas impurezas y concentraciones, se han analizado los resultados de un material 4 mol% Y-TZP de tamaño de grano 0.4 micrómetros deformado tanto en tracción como en compresión en un amplio rango de tensión (entre 10 y 200 MPa).

Si se considera el concepto de la tensión umbral, la tensión que interviene en la ecuación del comportamiento superplástico tiene que ser la tensión aplicada menos la tensión umbral. Es lógico pensar que la tensión efectiva se aproximará tanto más a la tensión aplicada cuanto mayor sea ésta. Si nos fijamos en los valores encontrados tanto de n como de p para altas tensiones, podemos decir que los parámetros de la ecuación de fluencia para el material que estamos analizando son n= 2 y p= 2 para todo el rango de tensiones estudiado.