BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. 27 (1988) 3, 145-151

REFORZAMIENTO DE MATERIALES CERÁMICOS Y VITREOS POR FIBRAS<̂ )

P. MIRANZO J. S. MOYA

Instituto de Cerámica y Vidrio, C.S.I.C. Arganda del Rey (Madrid).

RESUMEN

Se ha llevado a cabo una revisión bibliográfica sobre el desarrollo de los materiales compuestos reforzados con fibras. Se discute el procesamiento de estos materiales, sus propiedades finales asi como los mecanismos de reforzamiento operativos en estos sistemas. Por último, se describen las necesidades más importantes para que su aplicación sea efectiva.

Fiber-reinforced ceramic and glass matrix composites

A literature rewiev on the development of fiber reinforced composites is made. Composite fabrication, resultant composite properties as well as thoughening mechanisms operative on these systems are discussed. The cristical needs for successufl aplication of these materials are discribed.

Renforcement des matières céramiques et vitreuses par des fibres

Les auteurs passent en revue la bibliographie consacrée au développement des matières composées renforcées au moyen de fibres. Ils discutent le traitement et les propriétés finales de ces matières ainsi que les mécanismes de renforcement existant pour ces systèmes. Ils terminent en décrivant les principales conditions pour que leur application soit efficace.

Faserverstärkung der Werkstoffe Glas und Keramik

Eine Literaturübersicht über die Entwicklung auf dem Gebiet der faserverstärkten Verbundwerkstoffe wurde durchgeführt. Die Herstellungsprozesse dieser Werkstoffe, die Eigenschaften der Endprodukte sowie die bei der Verstärkung wirksamen Mechanismen werden diskutiert. AbschUeßend werden die wichtigsten Anforderungen and die Faserverbunwerkstoffe im Hinblick auf ihren Einsatz beschrieben.

1. INTRODUCCIÓN

Levitt (1), en el año 1973, demostró, a través de la utilización de fibras de carbono, que era posible incorporar fibras a matrices de tipo vitreo para obtener materiales compuestos con resistencia y tenacidad elevadas. Estas primeras investigaciones no prosperaron debido, por una parte, a que en aquella época los materiales compuestos polímero/fibra no se habían incorporado como materiales de ingeniería, y por otra, a la inestabilidad frente a la oxidación de las fibras de C.

Más recientemente Prewo y Brennan (2-4) han conti­nuado con esta investigación debido, principalmente, a la disponibilidad de otro tipo de fibras organometálicas de SiC que permiten obtener materiales compuestos con ma­yor resistencia a la oxidación. Así, estos autores consi­guieron un reforzamiento estructural (aumentos entre 10-20 MPa.m /̂2) en el caso de matrices vitreas y vitrocerámicas mediante la incorporación de fibras con alto módulo elás­tico.

En lo que se refiere a matrices cerámicas se ha demos­trado que la incorporación de fibras discontinuas o de fibras cortas monocristalinas («whiskers») produce un aumento de la tenacidad relativamente moderado (5-15 MPa.m^/2) A pesar de que la utilización de fibras continuas

(1) Original recibido el 25 de enero de 1988.

MAYO-JUNIO, 1988

proporciona un reforzamiento mayor, estas llevan consigo un considerable aumento del costo debido a la dificultad en su fabricación y en la consolidación del material cerá­mico compuesto.

En la actualidad existe un considerable interés en los materiales cerámicos reforzados con fibras cortas para usos estructurales de elevadas prestaciones, tal es el caso de los materiales de alúmina reforzada con fibras cortas monocristalinas de SiC que han mostrado un elevado rendimiento como herramienta de corte de alta velocidad. El reciente desarrollo de estos materiales ha sido posible por la disponibilidad de grandes cantidades de «whiskers», principalmente de SiC o de SÍ3N4, que se consiguen por el método de la cascarilla de arroz (5) o por el proceso VLS (vapor-líquido-sólido) (6) y presentan características de gran interés como son: 1) un diámetro similar al tamaño de grano de la matriz, 2) una resistencia y un módulo de Young superiores a los de la fibras, 3) no aparecen pro­blemas de desprendimiento de gases o de crecimiento de grano como sucede en el caso de las fibras continuas ,4) se pueden aplicar procesamientos convencionales para el tratamiento de polvos cerámicos sin que se produzca de­gradación en sus propiedades térmicas y mecánicas y 5) al ser monocristales pueden trabajar a temperaturas más elevadas.

Aunque las fibras parecen determinar las características finales de los materiales compuestos, son las matrices y

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SU amplio rango de composiciones y propiedades físicas las que proporcionan el control necesario en la fabricación del material. La composición de la matriz no sólo inñuye en propiedades como el módulo elástico, el coeficiente de expansión térmica y la resistencia al deslizamiento bajo carga a elevadas temperaturas, sino que permite el control de la reacción entre fibra y matriz durante la etapa de densificación del material compuesto. La reactividad entre fibra y matriz determina la naturaleza de la interfase que a su vez condiciona el modo de fractura.

Es importante tener en cuenta que para que un sistema compuesto matriz/fibra exhiba aumento en la resistencia frente a la matriz, el espaciado entre fibras debe ser menor que el defecto crítico que controla la resistencia del ma­terial sin reforzar ya que, de otro modo, el espaciado máximo entre fibras pasaría a ser la dimensión que con­trola la fractura. Por razones similares, el diámetro de las fibras debe ser menor que el defecto característico de la matriz. Por otra parte, son deseables diámetros pequeños ya que, para una configuración dada, se reduce la distancia entre fibras.

Debe exigirse, además, que durante el procesamiento se mantenga la integridad de las fibras. Su degradación y pérdida de resistencia pueden dar lugar a un deterioro mecánico, a un cremiento de grano dentro de la fibra o a reacciones químicas a elevada temperatura.

2. PROCESAMIENTO

En la figura 1 se muestra un esquema de los procesa­mientos que se pueden seguir para la obtención de mate­riales compuestos reforzados con fibras.

La técnica de infiltración en barbotina (fig. la) es efec­tiva en vidrios y vitrocerámicos que generalmente se pren­san en caliente a temperaturas cercanas o superiores al punto de reblandecimiento del vidrio, de forma que la sinterización tiene lugar a través del flujo viscoso de la matriz. En el caso de matrices cristalinas refractarias, este proceso es menos efectivo debido a la ausencia de fluido viscoso y a la necesidad de utilizar temperaturas más alfas durante el procesamiento. Los problemas más

FIBRA

INFILTRACIÓN EN BARBOTINA (a)

CONSOLIDACIÓN

CORTADO Y APILAMIENTO

(b) F I B R A S UUWTAb

0

" W H I S K E R S "

MATRIZ F I B R A S UUWTAb

0

" W H I S K E R S "

MEZCLADO MEZCLADO

SECADO

PRENSADO

SINTERIZACIÓN

PRENSADO

EN

CALIENTE

INFILTRACIÓN POR =>RESION

^

y

^ ^ PISTON

O O O o o o

^

y U: O Q^—SUSTANCIA

O

O O O o o o

^//// WA

O O O

y—PREFORMA p O O O

y—PREFORMA o o o o o o o o

O O O o o o

o o o

(c)

Fig. 1.—Esquema de los procesamientos que se pueden seguir para la obtención de materiales compuestos reforzados confiaras: a) Infiltración

en barbotina, b) Mezclado, c) Infiltración por presión, d) Moldeo por inyección.

146

Id)

POLVOS DEL MATERIAL

COMPUESTO

MEZCLA DEL POLVO CON

AGLOMERANTE ORGÁNICO

MOLDEO POR INYECCIÓN

ELIMINACIÓN DEL

AGLOMERANTE

SINTERIZACIÓN

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Reforzamiento de materiales cerámicos y vitreos por fibras.

específicos que aparecen son: degradación o daño de las fibras resultante del contacto mecánico con las partículas cerámicas, oxidación de las fibras y otras reacciones quí­micas entre la matriz y las fibras y crecimiento de grano dentro de la misma fibra. Una limitación más general de esta técnica es la posibilidad de conseguir sólo dos tipos de geometría (reforzamiento en una o en dos direcciones). Además, durante la infiltración, las fibras quedan con un exceso superficial de partículas de la matriz y , por tanto, después de la densificación persisten regiones de matriz sin reforzar entre los bloques de fibras. Este tipo de inho-mogeneidad es mayor en el caso de las matrices cerámicas. Así, la técnica de infiltración en una barbotina es adecuada para vidrios y vitrocerámicos o para matrices cerámicas con bajo punto de fusión y esta limitada para orientaciones simples de fibras, siendo un proceso costoso no adecuado a la fabricación de formas complejas, ya que no se pueden conseguir dimensiones y formas cercanas a la final debido a las restricciones geométricas que ofrece el prensado en caliente.

Una alternativa relativamente inexplorada del método de impregnación en barbotina es la impregnación en tres dimensiones de mallas o tejidos de fibras conformados previamente, en la cual se evitan los problemas de refor­zamiento direccional y de la no dispersión de las fibras. En este método, el mojado de la pasta y la distribución del tamaño de las partículas son cuestiones más críticas puesto que las distancias de impregnación son mucho mayores (-^ 13 mm).

Cuando se desean materiales compuestos con propie­dades más isotrópicas se usa el mezclado de fibras cortas o «whiskers» dentro de la pasta cerámica seguido de un secado y conformado que, en general, tiene lugar mediante un prensado en caliente (fig. Ib). Los problemas específicos asociados a este método son: la pérdida del comporta­miento isotrópico como consecuencia de la orientación preferente de las fibras durante el prensado en caliente (fig. 2) y la aparición de aglomerados de «whiskers» o fibras que conducen a la formación de defectos. Becher y Wei (7) demostraron que la dispersión de las fibras me­diante ultrasonidos produce un aumento considerable en la resistencia del material compuesto. La orientación pre­ferente da lugar a valores de Kic y Of menores cuando las grietas se propagan en un plano paralelo al plano en el que las fibras están alineadas, frente a los valores obtenidos cuando la grieta se propaga perpendicularmente a dicho plano. El grado de orientación aumenta para fibras con cociente aparente elevado, definido como el cociente entre la longitud y el diámetro de las fibras, que por otro lado es lo deseable para conseguir alta resistencia y tenacidad. Una solución evidente para este problema sería el prensado isostático en caliente, aunque económicamente no es via­ble.

Para estructuras complejas se puede utilizar la técnica de infiltración por presión (fig. le). En principio, con este método se pueden obtener matrices totalmente densas en una sola etapa, los cambios dimensionales desde la forma previa hasta el producto final son mínimos y es posible conseguir cualquier tipo de geometría de reforzamiento con fibras. Sin embargo, esta técnica presenta una serie de problemas como son: la necesidad de elevadas tempe­raturas que producen daño por reacciones químicas en las fibras, velocidades de impregnación muy lentas debido a que, a las temperaturas de procesamiento, la viscosidad

EJE PRENSADO EN CALIENTE

PLANO DE LAS FIBRAS PLANOS DE FRACTURA

Fig. 2.—Esquema de una probeta obtenida mediante prensado en caliente y de dos grietas que se propagan de forma que su plano de fractura es paralelo al plano de las fibras (1) y perpendicular a dicho plano (2),

respectivamente.

de los materiales cerámicos es muy baja y, por último, la aparición de tensiones durante la solidificación.

El moldeo por inyección (8) permite la obtención, a gran escala, de estructuras complejas con forma cercana a la final (fig. Id). El problema principal que presenta esta técnica es una seria limitación en el control de la orientación de las fibras. Por tanto, esta técnica sólo se puede aplicar para componentes sujetos a bajos niveles de tensión mecánica.

3. MECANISMOS DE REFORZAMIENTO

Al igual que en los materiales cerámicos compuestos reforzados con partículas dispersas, en los materiales re­forzados con fibras generalmente es operativo más de un mecanismo de reforzamiento, de forma que la contribución de cada mecanismo depende de la microestructura, de las constantes elásticas de fibra y matriz y de las propiedades de su interfase.

Los desajuestes en los coeficientes de expansión térmica de la fibra y de la matriz conducen, al enfriar desde la temperatura de tratamiento, a la aparición de tensiones previas en la matriz o en la fibra. Dependiendo de cual tenga el coeficiente de expansión térmica mayor se podrán obtener matrices tensionadas a tracción (reforzadas por microgrietas) o matrices tensionadas a compresión. Por ejemplo, en una matriz de AI2O3 (a = 9 X 10*̂ ) reforzada con fibras cortas monocristalinas de SiC (a = 3 X IQ-̂ ) la unión fibra-matriz estará sometida a altas tensiones com­presivas lo que dará lugar a una fuerte unión fibra/matriz, estando la fibra a compresión y la matriz a tensión.

Deflexión y ramificación de grieta son mecanismos que están asociados a la presencia de interfases suficien­temente débiles para ser caminos preferidos de fractura. Estos mecanismos contribuirán de la misma forma que en los materiales reforzados con partículas (9, 10).

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Por Último, existen otros dos mecanismos (fig. 3) que están asociados con el carácter fibroso de estos materiales y que proporcionan una mayor contribución al reforza­miento: el mecanismo de reforzamiento por fibras puente que requiere uniones relativamente buenas y fibras con una deformación previa a la fractura superior a la de la matriz; y el mecanismo de reforzamiento por arranque de las fibras que produce las mayores contribuciones al re­forzamiento por fibras. En el primer caso el incremento de tenacidad se debe a una reducción en el factor de intensidad de tensiones en el extremo de la grieta, mientras que en el segundo el reforzamiento esta asociado a un aumento en el trabajo de fractura debido al trabajo adi­cional necesario para arrancar las fibras. Resultados ex­perimentales para él reforzamiento unidirecional con fibras continuas indican aumentos de hasta 10-20 MPa.m^^^ sobre la tenacidad de la matriz. En el caso del reforzamiento por fibras cortas existen algunas complicaciones: si éstas están distribuidas aleatoriamente sólo contribuirán 1/3 de las fibras; y además, el reforzamiento dependerá del cociente aparente de los «whiskers» ya que al disminuir el cociente aparente aumenta la resistencia de cizalla óptima disminuyendo, así, el posible incremento de tenacidad

(11). Es bien conocido que interfases fuertes dan lugar a

fractura a través de las fibras con pequeño aumento de tenacidad. Se ha coniprobado que el uso de recubrimientos que disminuyen la unión en la interfase producen aumen­tos en la resistencia y en la tenacidad del material com­puesto (12). En el otro extremo, una interfase demasiado débil puede dar valores de la resistencia mecánica menores

FIBRAS-PUENTE

D // • I-—¡h-A—

//

4 // II //

:̂ ;p K REDUCIDO

: ^ - l t -

II GRIETA COMPRIMIDA

(b)

ARRANQUE

t l i l i

RESISTENCIA DE CIZALLA

^

MAYOR TRABAJO DE FRACTURA

Fig. 3.- -Esquema de los mecanismos de reforzamiento por: a) fibras puente y b) arranque de las fibras.

que los óptimos. El ajuste de la interfase para el mejor compromiso entre resistencia y tenacidad constituye una importante area de investigación donde se espera que las técnicas de recubrimientos jueguen un papel muy impor­tante.

4. MATRICES VITREAS Y VITROCERAMICAS

Como ya se ha comentado, la investigación sobre los materiales compuestos con matriz vitrea tuvo un gran avance con la aparición de las fibras de SiC que poseen una resistencia a la oxidación superior a la de las fibras de carbón. La clave del éxito de los materiales compuestos con matriz vitrea radica en el hecho de que pueden obte­nerse aplicando procesamientos análogos a los empleados para matrices metálicas y poliméricas. Esto se debe a que las matrices vitreas y vitrocerámicas pueden deformarse a elevadas temperaturas. En este sentido los vitrocerámicos ofrecen la única posibilidad de densificar un material compuesto en el estado vitreo y posteriormente cristalizar para alcanzar la estabilidad a elevadas temperaturas.

Durante el desarrollo de estos materiales compuestos se han explorado un amplio rango de fibras reforzantes. En todos los casos las fibras se han elegido en base a su alta resistencia, elevada rigidez y baja densidad. Estas fibras incluyen filamentos (fibras de gran diámetro) de boro y carburo de silicio, fibras de grafito, alúmina, vidrios de aluminosilicato, nitruro de boro y carburo de silicio, y «whiskers» de carburo de silicio y de nitruro de silicio. El mayor esfuerzo se ha encaminado al estudio de los mate­riales reforzados con fibras de grafito, alúmina y carburo de silicio. Dentro de esta investigación los materiales vi­treos y vitrocerámicos refozados con fibras de SiC pre­sentan alta resistencia y tenacidad asi como buena resis­tencia a la oxidación a elevada temperatura. Los primeros experimentos demostraron que un sistema compuesto por una matriz de vidrio de borosilicato reforzado con fibras de SiC presenta excelentes propiedades mecánicas a tem­peraturas de hasta 600° C (2) mientras que un vidrio de alto contenido de sílice alcanza su máxima resistencia a 1.000° C (3). Aunque estos sistemas presentan niveles ex-cepcionalmente altos de resistencia y tenacidad, la utili­zación a elevada temperatura de las fibras de SiC requiere la selección de otras matrices capaces de resistir tempera­turas más elevadas. Esto se consigue con matrices vitro­cerámicas que pueden ser utilizadas a temperaturas de 1.000° C (4). En este caso, su tenacidad a temperatura ambiente (17 MPa.m^^^) gg similar a la de algunas alea­ciones de aluminio (la 2024-56 tiene una tenacidad de 22 MPa.m^/2) y alrededor de la mitad de la correspondiente al material compuesto grafito/epoxy usado en muchas aplicaciones estructurales.

5. MATRICES CERÁMICAS

La posibilidad de reforzar matrices de tipo cerámico mediante la incorporación de fibras cortas monocristalinas es muy atractiva aunque, hoy en día, los mejores resultados se han conseguido utilizando el prensado en caliente, téc­nica que sólo es útil a escala de laboratorio debido al costo del proceso y a que no permite obtener materiales con formas cercanas a las necesarias para sus aplicaciones finales.

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Reforzamiento de materiales cerámicos y vitreos por fibras.

En la tabla I se recogen algunos de los resultados más importantes de la literatura sobre materiales cerámicos reforzados con «whiskers». Las primeras matrices que se estudiaron fueron AI2O3 y muUita, ya que tienen propie­dades muy interesantes que hacen prever un buen com­portamiento en máquinas térmicas. Como se puede ob­servar en dicha tabla, las propiedades mecánicas de los materiales compuestos reforzados con fibras son sustan-cialmente mayores que las correspondientes a los mate­riales monolíticos.

Como ya hemos indicado, durante el prensado en caliente las fibras se orientan aleatoriamente con su lon­gitud en el plano perpendicular al eje de prensado (fig. 2). Como consecuencia de este hecho, la tenacidad y la resis­tencia de los materiales reforzados con «whiskers» es fun­ción de la orientación del plano de la grieta: cuando este plano esta orientado de forma que es perpendicular al plano de los «whiskers» se observa un aumento mayor en la resistencia y tenacidad. Mediante observaciones de mi­croscopía electrónica de barrido (13) en la superficie de fractura se ha revelado que, cuando el plano de propaga­ción de la grieta es perpendicular al plano de los «whis­kers», tiene lugar un considerable arranque de los mismos asi como una deflexión de grieta importante; por el con­trario, cuando el plano de la grieta es paralelo al plano de los «whiskers» se ha observado que el único mecanismo que contribuye es el de deflexión local de la grieta.

En lo referente al procesamiento de estos materiales se ha estudidado el efecto de las condiciones de prensado en caliente sobre la densificación (7) obteniéndose, en el caso de la AI2O3, máxima densidad (99% teórica) para una temperatura de 1.850° C y una presión de 49 MPa.

Tanto para la AI2O3 (13, 21) como para la mullita (19) y para la circona tetragonal policristalina (ZTP) (16) se ha estudiado la variación de la tenacidad de los compactos finales en función del contenido en «whiskers». En el caso de la AI2O3, Teigs y Becher (14) estudiaron simultá­neamente la variación de la resistencia a la flexión y de la tenacidad con el contenido en «whiskers» (fig. 4) demo-trando que los materiales más interesantes son aquellos que contienen entre el 5 y el 30 vol % de «whiskers» de SiC ya que poseen simultáneamente alta tenacidad y alto módulo de rotura.

También se ha demostrado que tanto la resistencia al choque térmico (14) como la resistencia al deslizamiento bajo carga (22-23) de la AI2O3 aumenta considerablemente cuando se añaden fibras; la resistencia a la flexión del material compuesto decrece cuando el choque térmico es superior a 900° C, mientras que la de la AI2O3 decrece considerablemente con choques térmicos > 400° C.

En el caso de los materiales que poseen una fase dis­persa de Zr02 el reforzamiento mediante fibras podría ser la solución a elevadas temperaturas. Este tipo de mate­riales, en especial la circona tetragonal poUcristalina, po­seen propiedades mecánicas a temperatura ambiente muy superiores a la mayoría de los materiales cerámicos. Des­afortunadamente estas propiedades se degradan con la temperatura debido al reblandecimiento de la fase vitrea en la frontera de grano Zr02/Zr02 y a que el reforzamiento inducido por transformación deja de ser efectivo cuando la temperatura se eleva por encima de la temperatura a la cual la fase tetragonal es estable. En la fig. 5 se puede observar como, a 1.000° C, el material compuesto ZPT/30 vol.% de «whiskers» SiC posee una resistencia más elevada

TABLA I

PROPIEDADES MECÁNICAS DE MATERIALES CERÁMICOS COMPUESTOS QUE CONTIENEN FIBRAS MONOCRISTALINAS DE SiC

(Plano de la grieta perpendicular al plano de los «whiskers»)

Matriz % Yol SiC c, (MPa) Kic (MPa. mi/2) Observaciones

Al̂ O/̂ - '-̂ ) 20 - 5 5 0 - 8 0 0

4-5 - 9 P.C.-1.850° C

Al203/Zr02^'^^ 20 1.080*

700 6,2

13,5 P.C.-1.550° C

Mullita '̂̂ ^ 20 244 452

2,8 4,4 P.C.-1.600° C

Mullita/Zr02^'^^ 20 580 3,5 5,4 P.C.-1.600° C

2pj(15, 16) 30

1.120 670

6,8 11,0 P.C.-1.450° C

Cordierita '̂̂ ^ 20 180 260

2,2 3,7 P.C.-1.300° C

SÍ3N4('7> 20 600 600

- 7 - 1 0 P.C.-1.750

SÍ3N/>8) 30 800

1.000 4,7 6,4 P.C.-< 1.800° C

* Prensado isostático en caliente. P.C = Prensado en caliente.

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L̂ o a.

0 20 Ü0 60

CONTENIDO DE "WHISKERS"

(•/. vol.)

Fig. 4.—Representación gráfica de la resistencia a la flexión y de la tenacidad de la AhOifi-ente al contenido en «whiskers« de SiC (réf. 14).

1200

o û.

500 1000

TEMPERATURA ENSAYO {'C)

Fig. 5.—Representación gráfica de la variación de la resistencia a la flexión frente a la temperatura para ZTP (línea discontinua) y para

ZTP/SiC-whiskers (línea continua) (réf. 16).

con el 20 vol. % sólo se obtiene una densificación del 90%. Como consecuencia de su baja densidad estos ma­teriales poseen resistencias menores que los obtenidos mediante un prensado en caliente (tabla II).

que el material sin reforzar. A pesar de la mejora obtenida, a elevada temperatura se produce un descenso de las propiedades mecánicas consecuencia de la oxidación de los «whiskers» de SiC en presencia de ZrOi. Por tanto, cuando este tipo de materiales tiene que trabajar a altas temperaturas debe pensarse en otra clase de «whiskers», como pueden ser los de AI2O3, compatibles con la Zr02 a elevada temperatura.

Tiegs y Becher (14, 24) por primera vez obtuvieron un material de alúmina reforzado con «whiskers» de SiC mediante sinterización convencional, proceso que, además de ser menos costoso que el prensado en caliente, permite fabricar estructuras más complejas y con forma cercana a la final. Las densidades obtenidas mediante este proce­samiento son del 95% de la densidad teórica para conte­nidos en «whiskers» inferiores al 12 vol. %, mientras que

6. PERSPECTIVAS DE FUTURO

De momento la necesidad más importante radica en el procesamiento de los materiales cerámicos reforzados con fibras y consiste en el desarrollo de técnicas de con­formado que puedan, en una sola etapa o en una etapa de conformado seguida de un ciclo térmico, producir un material denso con propiedades comparables o incluso mejores que las mostradas en la literatura, con forma y dimensiones cercanas a las necesarias para sus apUcaciones finales. En general, se necesita un mejor conocimiento del comportamiento (físico, químico, mecánico) del ma­terial compuesto y de su procesamiento.

Otros puntos importantes que se deben desarrollar en el futuro son: 1) análisis teóricos de la resistencia de la unión matriz-fibra para conseguir el ajuste óptimo entre la resistencia y la tenacidad del material compuesto;

TABLA II

DENSIDAD RELATIVA Y MODULO DE ROTURA DEL MATERIAL COMPUESTO MATRIZ DE Al20/«whiskers» DE SiC (ref. 14)

Sinterización Convencional

Prensado en Caliente

% vol. Sic d(%D.T.) af(MPa) d (% D.T.) Of (MPa)

5

10

20

98 300

95 330

85 325

>99 330

>99 450

>99 655

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Reforzamiento de materiales cerámicos y vitreos por fibras.

2) análisis teóricos de los efectos de las fases intermedias entre fibra y matriz sobre la resistencia y la tenacidad de estos materiales; 3) nuevas fibras y «whiskers» cerámicos (AI2O3, mullita, etc.) estables térmicamente compatibles con las matrices cerámicas refractarias; 4) estudios del comportamiento frente a la oxidación de los materiales compuestos con el fin de identificar vías apropiadas para la resolución de este problema; 5) exploración de las téc­nicas de recubrimiento, lo cual permitirá ampliar las apli­caciones tanto de las fibras actuales como de las futuras.

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23. PORTER, J. R.; LANGE, F. F.; CHOKSHI, A. H.: Pro­cessing and creep performance of SiC-whisker-reinforced AI2O3, ibid. 66 (1987) 2, 343-347.

24. TiEGS, T. N.; BECHER, P. F.: Sintered AI2O3-SÍC-whisker composites Am. Ceram. Soc. Bull. 66 (1987) 2, 339-42.

MAYO-JUNIO, 1988 151

Tres ^^Grands Crus^^ de una region de Francia

vendidos en el mundo entero