El material compuesto Ce-TZP/Al2O3 es una cerámica nanoestructurada con granos
de alúmina y circona tetragonal estabilizada con ceria. Adicionalmente, ambas fases se
pueden hallar como nanopartículas inmersas dentro de granos de la fase opuesta. Este
material está siendo desarrollado actualmente por diferentes grupos a nivel internacional,
los cuales están realizando estudios para su utilización en aplicaciones biomédicas.
En este proyecto, se ha realizado una caracterización microestructural y mecánica
del material. En el proceso de la caracterización microestructural se han utilizado las
técnicas de difracción de rayos X y microscopia electrónica de barrido (SEM). En la
caracterización mecánica se ha determinado la dureza, módulo de elasticidad y
tenacidad de fractura.
El objetivo principal ha sido el estudio del comportamiento del material bajo
esfuerzos de contacto monotónicos aplicados mediante indentación esférica utilizando
diferentes rangos de carga y de dimensiones de la esfera de contacto. En una serie de
ensayos se utilizó un indentador de WC de 2.5 mm de diámetro mediante contacto
monotónico en una máquina Instron 8511 de carga uniaxial, utilizando cargas capaces
de producir deformación plástica macroscópica y daño permanente. En el segundo tipo
de ensayos, se utilizó un nanoindentador con una esfera de diamante de 25.4 μm de
radio y se utilizaron cargas muy bajas con el objetivo de medir el módulo de elasticidad y
la curva esfuerzo deformación en el régimen elástico.
Finalmente, mediante espectroscopia Raman se ha puesto en evidencia el cambio
de fase local inducido por acción de las tensiones en huellas residuales de 3500N y
4000N, las máximas cargas aplicadas. Estos resultados mostraron que el mecanismo de
transformación de fase es máximo en los bordes de la huella, que corresponde a la zona
donde el campo de tensiones de tracción es máximo de acuerdo con la teoría hertziana
de la indentación esférica.
