Microestructura y propiedades mecánicas del SiC biomórfico obtenido a partir de eucalipto

Abstract

El desarrollo de materiales cerámicos con una estructura de tipo celular, similar a la del hueso o la madera, ha sido una cuestión que ha suscitado un gran interés en los últimos años. Su atractivo se debe al hecho de poseer una estructura porosa altamente interconectada de baja densidad, perfeccionada por la evolución. En el caso del SiC biomórfico (bio-SiC) el proceso de fabricación es sencillo: se piroliza una pieza de madera y a continuación se inyecta con silicio líquido, el material así obtenido es un compuesto Si/SiC en el que el SiC mimetiza la estructura de la madera original. En este trabajo se estudian las propiedades mecánicas del SiC biomórfico fabricado a partir de eucalipto (madera dura con una distribución bimodal de poros). Se ha estudiado el comportamiento mecánico del mismo (resistencia a compresión, resistencia a flexión, tenacidad de fractura y módulo de elasticidad) entre 25 y 1350 o C. Asimismo, se discute la relación entre el comportamiento mecánico del material y su microestructura.

The development of cellular ceramics with a biological structure, like bones and wood, has been a matter of interest in recent years. A low density highly interconnected structure, perfected by evolution, rises as the principal advantage of these materials. In the case of biomimetic SiC (biomorphic SiC, or bioSiC), the fabrication process technique is quite simple: a piece of wood is pyrolysed and is infiltrated with molten silicon after, the final product is a composite Si/SiC, which replicates the wood anisotropic microstructure This work focus on the mechanical properties of bioSiC fabricated using eucalyptus wood as precursor (hard wood with a bimodal channel distribution). It has been studied the mechanical behavior of this bioSiC (compression strength, flexure strength, fracture toughness and elastic modulus) between 25 and 1350 o C. It is also discussed the relationship between mechanical behavior of the material and its microstructure.