Materiales

B O L E T I N D E L A S O C I E DA D E S PA Ñ O L A D E

Cerámica y Vidrio
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Mecanismos de deformación plástica en policristales cerámicos con
fases secundarias vítreas
J. J. Meléndez Martínez1, D. Gómez García2, A. Domínguez Rodríguez2
Dep. de Física. Universidad de Extremadura
Avda. de Elvas, s/n 06071 Badajoz (España)
Dep. de Física de la MateriaCondensada. Universidad de Sevilla
Avda. Reina Mercedes, s/n 41012 Sevilla (España)
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En un gran número de materiales cerámicos policristalinos, la fase mayoritaria coexiste con una fase secundaria, generalmente
de naturaleza vítrea. La existencia de esta fase se debe al uso de determinados aditivos durante la sinterización. En general, la
fase secundaria se acumula en “bolsas” entrevarios granos, o bien se distribuye en forma de película delgada en las fronteras
de grano. Desde el punto de vista de la fluencia a alta temperatura, la fase secundaria desempeña un triple papel: en primer
lugar, esta fase puede fluir bajo la acción de la tensión aplicada. Por otra parte, las fronteras de grano ocupadas por la fase
secundaria constituyen trayectorias de alta difusividad, inclusoa temperaturas menores que las requeridas para la difusión
por el interior de los granos. Por último, las regiones ocupadas por fase secundaria constituyen localizaciones preferentes
para la nucleación de cavidades.
En este trabajo se exponen los mecanismos de deformación característicos de policristales cerámicos con fases secundarias
vítreas (fluencia viscosa, disolución-precipitación yfluencia por cavitación), que están relacionados con el triple papel que
desempeñan estas fases. En particular, se presentan los modelos más significativos para cada mecanismo, así como una
comparación con resultados experimentales obtenidos en distintos materiales.
Palabras clave: Cerámicos, fases secundarias, mecanismos de deformación.
Plastic deformation mechanisms in ceramic polycrystals withsecondary glassy phases
In many polycrystalline ceramic materials, the main phase coexists with a secondary phase, generally glassy in nature. The
existence of this phase is associated to the use of certain sintering additives. In a general sense, the secondary phase is located
at “pockets” between various grains, or it is distributed as a thin film at the grain boundaries. From the viewpointof the creep
behaviour at high temperatures, the secondary glassy phase plays a triple role: firstly, the secondary phase may flow under
the applied stress. Secondly, the grain boundaries occupied by the secondary phase constitute high-diffusivity trajectories,
even at temperatures lower than those required for bulk diffusion. Finally, the regions with secondary phase are preferentiallocations for the nucleation of cavities.
In this work, the deformation mechanisms characteristic of ceramic polycrystals with secondary glassy phases (viscous flow,
solution-precipitation and cavitation creep), which are related to the triple role played by these phases. Particularly, the
most significant models for each mechanism are presented, as well as a comparative with experimental resultsobtained in
different materials.
Keywords: Ceramics, secondary phases, deformation mechanisms.
1. INTRODUCCIÓN
La sinterización clásica en estado sólido de determinados
policristales cerámicos (como los nitruros y carburos de silicio)
sólo es posible a temperaturas superiores a 2000 ºC (1). Este
hecho se debe, fundamentalmente, a que los coeficientes de
difusión en estos materiales sólo tomanvalores significativos
para estas temperaturas. Además, las propiedades mecánicas
de policristales sinterizados en estas condiciones distan
mucho de ser adecuadas para gran parte de las aplicaciones
estructurales. Como consecuencia de ambos hechos, se han
utilizado técnicas alternativas (entre las que se incluyen la
compresión en caliente o la sinterización bajo presión de
gas) para...