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Desarrollo y caracterización de circona dopada con itria y ceria
Joly, Amaury
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal•lúrgica; Anglada Gomila, Marcos Juan
Las cerámicas basadas en oxido de circona (ZrO2) presentan un gran interés debido a su amplio campo de aplicación, tanto como materiales estructurales avanzados como biomateriales. Las propiedades de estos óxidos son más interesantes bajo su forma policristalina tetragonal (TZP) debido a su alta tenacidad, resistencia mecánica y biocompatibilidad. Se han realizado un gran número de investigaciones acerca de nuevos cerámicos basados en TZP puesto que pueden estabilizarse con varios elementos, cada uno de ellos cambiando las propiedades de manera única. Los dos estabilizadores más empleados son la ceria y la itria. El cerio favorece la tenacidad a la fractura y la resistencia a la degradación hidrotérmica a pesar de la resistencia mecánica, mientras que el itrio aumenta la dureza y resistencia mecánica en desfavor de la tenacidad y resistencia. El presente proyecto tiene como objetivo desarrollar y caracterizar un oxido de circona estabilizado con ambos itria y ceria. Esta mezcla, constituida de 15% de (3Y-TZP) y 85% de (12Ce-TZP), permite alcanzar un compromiso entre las ventajas y desventajas de estos dos estabilizadores. Basándose en estudios previos [17], la mezcla estudiada presenta el mejor compromiso entre tenacidad y resistencia mecánica. Los ensayos de caracterización se realizan con muestras de esta composición y muestras de (3Y-TZP), para comparar los datos obtenidos con la literatura. Además de la composición, el otro parámetro importante de este estudio es el efecto de la temperatura de sinterización sobre las propiedades del material. Las propiedades estudiadas son la dureza, la tenacidad, la densidad, el tamaño de grano, la transformabilidad y la resistencia a la degradación hidrotérmica. Tras varios ensayos de caracterización, se demuestra el impacto de los dos parámetros de estudio. Una temperatura de sinterización más elevada incrementa el tamaño de grano y la tenacidad de fractura, pero disminuye la resistencia a la degradación hidrotérmica. El efecto de la presencia de ceria manteniendo la temperatura de sinterización fija es aumentar el tamaño de grano y la transformabilidad de la circona pero al mismo tiempo aumenta su resistencia al envejecimiento.
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials ceràmics
Zirconium -- Testing
Biomedical materials
Zirconi -- Proves
Materials biomèdics
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