Influencia de la microestructura en la fatiga i fractura de zirconies estabilitzades amb itria i desenvolupament i caracterització mecanica de materials Y-TZP/PSZ

Resum

En esta tesis se han desarrollado materiales Y-TZP/PSZ. El interes en este tipo de materiales radica en la excelente combinación de resistencia y tenacidad que presentan. Estas propiedades mecanicas se han racionalizado sobre la base de los rasgos microestructurales propios de estos materiales. Hay que destacar que las propiedades mecanicas de estos materiales se han determinado meticulosamente. Asi, se ha analizado la fiabilidad de distintas tecnicas empleadas para obtener el comportamiento a fatiga y fractura de ceramicas. Los materiales Y-TZP/PSZ desarrollados presentan un pronunciado comportamiento de curva-R y un aumento en su tenacidad, debido al aumento en la transformabilidad de la microestructura. Se propone un modelo de fractura, basado en la generación de fisuras circumferenciales alrededor de los poros presentes en el material y de las zonas transformadas, que permiten obtener los parámetros de rotura de material y suponen un claro avance con respecto a los modelos existentes. La resistencia a los procesos de propagación subcrítica condiciona en gran medida la aplicabilidad de los materiales ceramicos, por lo que el estudio y comprensión de estos fenomenos ha ocupado una parte importante de este trabajo. Para los materiales obtenidos, se constató un descenso en los umbrales de propagación, debido al aumento en la transformabilidad de la microestructura. No obstante, en algunos casos el apantallamiento desarrollado compensa este efecto perjudicial y supone un aumento en la resistencia a propagación subcritica. Se ha desarrollado una metodología para clasificar el comportamiento de distintos materiales de base circona frente a los procesos de propagación subcrítica, tanto los debidos a la acción conjunta del medio y la carga aplicada (EAC), como los originados por la aplicación de cargas fluctuantes (fatiga cíclica), en función de sus propiedades microestructurales, mecanicas y unos cocientes E y C.