Propiedades mecánicas y coeficiente de dilatación térmica de la β-eucriptita sinterizada por la técnica de microondas

Abstract

INTRODUCCIÓNLos últimos 50 años se han caracterizado por un avance vertiginoso en materia científica y tecnológica. En la actualidad el aporte de la tecnología es fundamental en todas las áreas y, su mejora y especificación es tan rápida que la demanda de nuevos materiales es continua. El diseño de estos nuevos materiales avanzados se realiza, por lo tanto, para satisfacer las limitaciones existentes actualmente, buscando unas propiedades inusuales con alto valor añadido. El reto se encuentra en obtener materiales con excelentes prestaciones mecánicas, combinadas con funcionalidades excepcionales para aplicaciones específicas.En el campo de la microelectrónica, la óptica de precisión y la tecnología aeroespacial, los materiales ultraestables son muy importantes, ya que son aquellos que mantienen una estabilidad dimensional al cambiar de temperatura. Este tipo de materiales son requeridos en muchos tipos de dispositivos de precisión en los que tenga que asegurarse esta estabilidad en alguno de los componentes con los cambios de temperatura (1).El coeficiente de expansión térmica (CET), en materiales policristalinos, es la resultante de la variación volumétrica con la temperatura de todos los cristales con orientaciones aleatorias que conforman el material. Frecuentemente, los materiales con CET negativo tienen unos valores de resistencia a la fractura muy bajos,debido a una fuerte anisotropía entre las diferentes orientaciones cristalográficas, en las que una de ellas presenta un comportamiento negativo y las otras dos positivo. Esta anisotropía puede causar microfisuras que dan como resultado propiedades mecánicas pobres (2). En este sentido, el aluminosilicato de litio (LAS) ha sido uno de los sistemas más estudiados en las últimas décadas, ya La técnica de sinterización no convencional de microondas permite obtener materiales de β-eucriptita en estado sólido cristalino con densidades cercanas a la teórica (∼99 %). Se ha observado una diferencia considerable en estos materiales respecto a la técnica convencional en términos de densificación, microestructura, coeficiente de expansión térmica y propiedades mecánicas. Los valores de dureza y módulo de Young obtenidos mediante sinterización por microondas a 1200 ºC-5 min han sido relativamente altos, 6.8 GPa y 101 GPa, respectivamente, en comparación con el material obtenido mediante horno convencional (3.9 GPa y 58 GPa, respectivamente). Los datos dilatométricos obtenidos, incluyendo el intervalo de temperatura criogénica (-150 ºC a +150 ºC), muestran un coeficiente de expansión térmica controlado y negativo en todo el rango de temperaturas. La combinación de un calentamiento rápido junto con la reducción drástica en el tiempo de ciclo y el ahorro energético, hace que la técnica de microondas sean una clara alternativa a otro tipo de calentamientos.Palabras clave: Microondas; Sinterización; Propiedades mecánicas; Expansión térmica; β-eucriptita. Mechanical properties and coefficient of thermal expansion of β-eucryptite sintered by microwave techniqueMicrowave non-...

Dielectric, mechanical and thermal properties of ZrO2–TiO2 materials obtained by microwave sintering at low temperature

“…where is the dielectric relative constant, expressing the ability of the material to store energy from an external source. The imaginary part ( ) is the loss factor, that indicates the ability of the material to convert this energy into heat [18,19].…”