Materiales

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CERAMICA AVANZADA
Garvie descubrió los mecanismos de reforzamiento de matrices cerámicas mediante la incorporación de elementos microestructurales no lineales (p.e. partículas de ZrO parcialmente estabilizada que pueden sufrir una transformación de fases de naturaleza martensítica, similar a la que se produce en los aceros templados)

Abrió una avenida de investigación que ha dado frutosespectaculares. Aquellas propiedades inherentes a los materiales cerámicos que los distingue de los metales y los plásticos, como son su elevada estabilidad química (son altamente resistentes tanto a los ácidos como a las bases), su dureza y su refractariedad, se potencian decididamente si se disminuye su fragilidad y abre el camino de la cerámica hacia aplicaciones estructurales de elevadaresponsabilidad, impensables antes de este acontecimiento científico.
En la actualidad está claramente establecido que las propiedades mecánicas de un material cerámico están íntimamente relacionadas con aspectos de su microestructura.
Propiedades tales como módulo de rotura, tenacidad, resistencia a la fatiga y resistencia a la deformación en caliente están dictadas por entidades microestructuralesdispersas, tales como segundas fases (partículas metálicas, nanopartículas, micro fibras, micro plaquetas, etc.).
En el caso concreto de los materiales cerámicos con una fase dispersa de circonia sus propiedades mecánicas (el módulo de rotura está relacionado con el tamaño crítico de defecto.

Como consecuencia de esta revolución en la actualidad los materiales basados en circonia parcialmenteestabilizada están plenamente introducidos en el mercado y se utilizan en aplicaciones estructurales de gran responsabilidad (boquillas para la extrusión de metales, para la industria textil, bombas y válvulas para ser usadas en ambientes corrosivos, etc.).

Otra importante familia de materiales cerámicos estructurales que se ha desarrollado en los últimos veinte años son los basados en nitruro desilicio. Este tipo materiales (carburos, boruros y nitruros) como consecuencia de su enlace covalente poseen elevados módulos elásticos y elevada dureza.

MATERIALES CERÁMICOS BIOINSPIRADOS

La Naturaleza constituye una fuente inagotable de inspiración para diseñar nuevos materiales cerámicos con propiedades únicas. Como consecuencia de esta especial configuración la concha posee unaresistencia mecánica diez veces superior a la de los monocristales de aragonito. Un ejemplo paradigmático de un material con gradiente de composición lo constituye la caña de bambú. La caña está constituida por una matriz continua reforzada por fibras de celulosa. Estas fibras están distribuidas de tal forma que su concentración decrece monotónicamente del exterior al interior. Debido a esta especialconfiguración, la caña de bambú posee una excelente flexibilidad y muy elevada resistencia mecánica (400MPa).



ESTRUCTURAS LAMINADAS

Los compactos cerámicos laminados ofrecen una oportunidad única para el diseño ad hoc de materiales con microestructuras y microarquitecturas complejas que pueden satisfacer los requerimientos de las nuevas tecnologías. Usando diferentes vías de procesamiento(colado secuencial de barbotinas, colado en cinta, inmersión secuencial de sustratos, en fase vapor, etc.) en la actualidad se han obtenido en distintos laboratorios de Europa, Japón y USA diferentes tipos de materiales cerámicos laminados y recubrimientos laminados tales como: laminados compatibles con interfases rígidas, materiales laminados incompatible, recubrimientos reactivos sobre sustratoscerámicos, y barreras térmicas sobre sustratos metálicos.

MATERIALES CERÁMICOS CON GRADIENTE DE COMPOSICIÓN

Un material con gradiente de composición es aquel que posee una estructura tal que una determinada propiedad varía a lo largo del volumen, por ejemplo dureza, conductividad térmica, constante dieléctrica, etc. Los primeros estudios se llevaron a cabo con materiales compuestos...
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