Superplasticidad En Ceramicos

Superplasticidad en Cerámicos-Materiales Especiales 2012
Rey Candela-Rosales Caren

Superplasticidad en Cerámicos
Introducción
En los últimos años, el campo de la superplasticidad se ha extendido más allá de las aleaciones metálicas tradicionales, incluyendo un gran rango de nuevos materiales avanzados. Hoy en día, la superplasticidad también ha sido informada en aleaciones metálicas aleadasmecánicamente, materiales compuestos de matriz metálica, cerámicas, materiales compuestos de matriz cerámica y compuestos intermetálicos. El uso de cerámicos en dispositivos de interés tecnológico requiere a menudo la fabricación de piezas grandes o complejas lo que implica un coste elevado de procesamiento. Es de interés, el desarrollo de métodos que permitan fabricar piezas compuestas conpropiedades similares a las partes que la forman. En este sentido, se ha demostrado que la superplasticidad, definida como la habilidad de un material policristalino a exhibir grandes elongaciones a temperaturas elevadas y relativamente bajas tensiones, hace posible la fabricación de componentes cerámicos por conformado superplástico, soldadura por difusión y forja-sinterizado superplástica, al igualque en metales superplásticos. Además, la deformación superplástica tiene un rol importante en los procesos de densificación asistidos por tensiones, tales como la compactación isostática en caliente y el prensado en caliente. Por lo expuesto, la superplasticidad es una propiedad prometedora, no solo porque, como en los metales, abre un camino para la manufacturación de complejas piezas cerámicaspara aplicaciones industriales, sino porque la combinación del mecanismo controlante de la superplasticidad y los procesos de difusión hacen de la superplasticidad una herramienta interesante para la unión de piezas cerámicas en corto tiempo y a menores temperaturas que las técnicas de fusión por difusión.

Modelos propuestos para el mecanismo de la superplasticidad
Antes de describir lasuperplasticidad en materiales cerámicos se detallan los comportamientos de un material policristalino sometido a deformación a altas temperaturas.  Fluencia restauración: el policristal puede deformarse mediante la activación de dislocaciones como único mecanismo.  Fluencia difusional (Coble y Navarro-Herring): este mecanismo se debe al flujo de defectos puntuales entre las caras de los granos delpolicristal sometidas a tensiones heterogéneas. La integridad del material se consigue mediante el deslizamiento de los bordes de grano (de aquí en adelante DBG). Ambos procesos compiten en la deformación: el flujo de defectos puntuales (responsable de la deformación) y el DBG (responsable de la integridad del policristal), siendo el más lento el que controla la velocidad de deformación, Figura 1.-1-

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Rey Candela-Rosales Caren

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Deslizamiento de bordes de grano: la deformación se debe principalmente al DBG y los procesos de acomodación vienen dados por el deslizamiento de dislocaciones en granos y bordes de grano, formación de cavidades en puntos triples y difusión de defectos puntuales. Una vez más, hay dos procesoscompitiendo, DBG (responsable de la deformación) y los distintos tipos de acomodación (responsables de la integridad). La característica microscópica más importante en este tipo es que los granos del policristal mantienen su forma original después de la deformación, Figura 2.

Figura 1. Esquema del mecanismo de deformación NabarroHerring o Coble donde se observa el alargamiento de los granos después dela deformación y el DFG necesario para mantener la integridad del material. La desviación de la línea fina indica el DFG.

Figura 2. Esquema del mecanismo de deformación debido al DFG, donde puede verse que los granos del policristal mantienen su forma original después de la deformación.

En cerámicos, el mayormente aceptado involucra el deslizamiento por borde de grano, el cual implica el...