Influencia de la microestructura en las propiedades mecánicas de alta temperatura de los Eutécticos Al2O3/Y3Al5O12 crecidos por solidificación direccional

Abstract

En este trabajo se ha realizado un estudio del sistema eutéctico Al2O3/Y3Al5O12 crecido a distintas velocidades mediante solidificación direccional de zona flotante por calentamiento con láser. El análisis microestructural se ha realizado mediante Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y de Transmisión (MET), tanto en muestras tras el procesado con láser como en muestras sometidas a los distintos tratamientos termo-mecánicos. El estudio de las propiedades mecánicas se ha llevado a cabo mediante ensayos a velocidad de deformación constante y ensayos de fluencia -a carga de compresión constante- para diversos valores de tensión y de temperatura en atmósfera de aire. De los resultados obtenidos se deduce que la resistencia está íntimamente asociada a la microestructura de las muestras, la cual depende de la velocidad de solidificación. La presencia de dislocaciones es clara a altas velocidades de deformación, observándose los mecanismos activos de deformación típicos de la alúmina monocristalinas, como son la formación de bucles de dislocaciones para evitar obstáculos. Los valores de los exponentes de tensión y la energía de activación sugieren un comportamiento difusional para bajas velocidades de deformación, a las que no se observan dislocaciones.

The Al2O3/Y3Al5O12 eutectic system melt grown by laser heating float zone in a range of pull rates has been studied. The microstructural analysis has been made by Scaning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM) in as-fabricated and tested samples. The mechanical properties have been studied by compression tests at constant crosshead speed and compression creep for a range of stresses and temperatures in air. It has been determined that the resistance is intimately associated to processing. The presence of dislocations is clear after plastic deformation at high strain rates, being active the typical deformation mechanisms of alumina single crystals, like dislocation loop formation to avoid obstacles. The values of the stress exponents and the activation energy suggest a diffusional control for plastic deformation at low strain rates, where dislocations are not observed.