Microstructure and Mechanical Properties of an Alumina/Zirconia functionally Graded Material Prepared by Electrophoretic Deposition

Abstract

La microestructura y propiedades mecánicas de una alúmina/circona con función gradiente preparado con deposición electroforética fueron estudiadas. La microestructura fue observada por microscopia electrónica para caracterizarla con respeto a las fases, a los tamaños de granos y a su distribución. El material tenía una microestructura fina de alta cualidad con muy poca porosidad y una distribución uniforme de ZrO2 dentro de las capas. Las propiedades mecánicas como dureza, tenacidad, pero principalmente tensiones residuales, formados como una consecuencia de las diferencias de coeficientes de expansión térmica, fueron estudiadas por métodos de indentaciones. El material exhibió una dureza excelente en las capas exteriores, comparable a la de alúmina pura. Las tensiones residuales fueron también calculadas utilizando el método de elementos finitos y estimados usando un modelo simétrico de un material compuesto de capas. Sus influencias sobre la resistencia de propagación de grietas debido a choques térmicos fueron medidas por un ensayo de indentación-temple. Una resistencia altamente mejorada a la propagación de grietas superficiales en las capas exteriores fue encontrada. Los resultados fueron también comparados a otros resultados obtenidos de un material de referencia, un compuesto sin capas, preparado con la misma técnica de fabricación.