Estudio estructural y mecánico de la fase MAX Ti3SiC2

Abstract

Las fases MAX son materiales de composición general Mn+1AXn relativamente recientes y con una estructura cristalina en capas. Estas fases ternarias presentan propiedades físicas, químicas y mecánicas poco usuales que se relacionan con su estructura nanolaminar. Por su elevado potencial para determinadas aplicaciones industriales, estas fases han sido extensamente estudiadas en la última década, en especial el Ti3SiC2. En este Proyecto se han estudiado las características estructurales y mecánicas de este material en forma de placas suministradas por la empresa sueca Sandvik. En el trabajo se ha realizado un extenso estudio bibliográfico de las fases MAX, en especial el Ti3SiC2, poniendo énfasis en los aspectos estructurales y de sus propiedades mecánicas. Se ha determinado la composición cualitativa y semicuantitativa de la muestra mediante la técnica de difracción de rayos X en polvo y por microscopia electrónica de barrido (SEM-EDX, Scanning Electron - Microscopy, Energy-dispersive X-ray spectroscopy) mediante análisis puntuales y de imagen. También se ha determinado la composición cualitativa y semicuantitativa de la muestra mediante la técnica de nanoindentación en un área de la probeta, haciendo una serie de nanoindentaciones en forma de una matriz regular, interpretando los resultados por análisis estadístico de frecuencias y generación de mapas de contorno. Se ha llevado a cabo un detallado estudio de las condiciones óptimas de pulido de las muestras para los ensayos mecánicos pertinentes, habiéndose elaborado un protocolo para el pulido. En algunos casos se ha determinado la bondad del método de pulido mediante la técnica de rugosimetría. Se ha estudiado el módulo de Young y la nanodureza del material mediante la técnica de series de nanoindentaciones, interpretando los resultados por análisis estadístico de frecuencias y generación de mapas de contorno. La resistencia a la flexión de las muestras se ha verificado mediante la técnica de flexión a cuatro puntos y realizado exámenes de fractografía de las muestras una vez se completó la fractura de las mismas. Se ha determinado la tenacidad del material mediante la técnica de Single Edge “V” Notch Beam con la mecanización de una entalla en las probetas utilizadas.