Comportamiento mecánico de materiales cerámicos estructurales

Abstract

El uso de los materiales cer�micos en aplicaciones estructurales est� limitado por la falta de fiabilidad asociada a su comportamiento fr�gil durante la fractura. Para extender su aplicaci�n se ha propuesto el dise�o de microestructuras que presenten tolerancia a los defectos debido a la actuaci�n de mecanismos de refuerzo. Este trabajo es una puesta al d�a sobre el estudio del comportamiento mec�nico de los materiales cer�micos estructurales y su caracterizaci�n. En primer lugar, se revisan los par�metros de fractura utilizados para caracterizar materiales fr�giles y los criterios de control estad�stico que permiten determinar la probabilidad de que se sobrepasen los factores de seguridad exigidos en cada aplicaci�n. A continuaci�n, se discuten los mecanismos de refuerzo que se pueden desarrollar en los materiales cer�micos a trav�s del dise�o microestructural. En los materiales cer�micos en los que la actuaci�n de mecanismos de refuerzo conduce a un comportamiento significativamente distinto del puramente fr�gil, los par�metros derivados del tratamiento lineal el�stico (factor cr�tico de intensidad de tensiones, KIC, y tasa cr�tica de liberaci�n de energ�a, GIC), determinados experimentalmente, dejan de ser propiedades intr�nsecas del material, independientes del tama�o de grieta y el sistema de carga. El presente trabajo revisa los par�metros mec�nicos propuestos para la evaluaci�n de la tenacidad de fractura de los materiales cer�micos reforzados y los m�todos utilizados para su determinaci�n. Se analizan los siguientes par�metros mec�nicos: trabajo de fractura (YWOF), valor cr�tico de la integral J (JIC) y curva R. Para su determinaci�n se proponen ensayos de fractura estable, que aseguran que la energ�a suministrada durante el ensayo se emplea �nicamente en la propagaci�n de la grieta. (A)