Aplicaciones del SiC biomórfico como reforzante estructural en hormigones refractarios

Abstract

Una posible aplicación del SiC biomórfico (bioSiC) son los reforzante estructural en hormigones refractarios. En este caso se han fabricado piezas de bioSiC con forma de cilindros alargados, 3-4 mm de diámetro y 30-35 mm de longitud, mediante infiltración reactiva de Si líquido en piezas de carbón obtenidas por pirolización de madera de haya de calidad comercial. Hemos estudiado las características microestructurales y las propiedades mecánicas de los reforzantes, como paso previo al estudio de la aplicación mencionada, de la que se ofrece un avance en este trabajo. Para caracterizar la calidad del material y del proceso de fabricación, la microestructura de las piezas se ha estudiado mediante microscopía electrónica de barrido. Los reforzantes de bioSiC fueron ensayados a compresión uniaxial y flexión en cuatro puntos a temperatura ambiente y a alta temperatura (1250-1400ºC) para la determinación de sus propiedades mecánicas, y se realizaron estudios fractográficos en el segundo tipo de ensayos. Subsecuentemente, se prepararon ladrillos refractarios con un 3% en peso de reforzantes de bioSiC, que fueron curados a diferentes temperaturas (máx. 1600ºC). Estos ladrillos se han ensayado en compresión y flexión en tres puntos, a temperatura ambiente, comparándose los resultados con los obtenidos en ladrillos sin reforzantes y reforzados con agujas metálicas de calidad comercial (acero refractario 306 ó 310), con la misma formulación y condiciones de curado.

This work is devoted to the study of the time and temperature dependence of the static grain growth in YTZP 4 mol %, with an average grain size within the submicrometric range ( > 0.1 µm). Also, the mechanical response in the temperature interval between 1200 ºC and 1500 ºC is analysed. The grain growth is controlled by the yttria segregation at the grain boundaries, which plays a key role in the cationic diffusion processes. Microstructural characterization of both as-received and deformed samples allows to conclude that plastic deformation is due to grain boundary sliding (GBS), with stress exponents increasing with the flow stress, but in all cases they are lower than n = 2.