Procesos Para La Obtención de Las Matrices Cerámicas

Procesos para la obtención de las matrices cerámicas Mezcla convencional y prensado Esto Esto es simple simplemen mente te una una extens extensió ión n de la ruta ruta en polvo polvo para para produ producir cir cerámi cerámicas cas técnicas y algunas vitrocerámicas. Un poder del constituyente de la matriz se mezcla con el constituyente endurecedor, en forma de partıculas o fibras de alumina , junto con un aglutinante.  continuación se prensa y se calienta o se prensa en caliente. !e puede experimentar dificultad en la obtención de una mezcla "omogénea de los dos constituyentes y no se pueden conseguir fácilmente elevadas proporciones de la fase fase de endur endureci ecimi mient ento. o. #uede #ueden n surgi surgirr probl problema emas s adicio adicional nales es con bigot bigotes es.. $os %is" %is"&e &ers rs o fibr fibras as de alum alumin ina a tien tiende den n a form formar ar agre agrega gado dos s fuer fuerte tes s y redu reduce cen n significativamente la eficacia del empa'ue. (ambién pueden producirse da)os en los transporta transportadore dores s durante durante las operacio operaciones nes de mezclado mezclado y prensado prensado,, particul particularmen armente te cuando se presiona en fr*o.

Técnicas que implican lodos +ebido a las dificultades encontradas en la obtención de materiales "omogéneos por  mezclado convencional, convencional, especialmente con las fibras de alumina , el procesamiento procesamiento en "medo es mas favorecido. Es esencial 'ue los constituyentes permanezcan defloculados, defloculados, es decir, bien dispersos a lo largo de la suspensión, y esto se consigue mediante el control del p- de la solu soluci ción ón acuo acuosa sa.. $a disp disper ersi sión ón se mejo mejora ra adic adicio iona nalm lmen ente te por por agit agitac ació ión n de la susp suspen ensi sión ón,, usua usualm lmen ente te por por vibr vibrac ació ión n ultra ultrasó sóni nica ca.. En esta esta etap etapa, a, el mate materi rial al compuesto se puede formar por colada de colada. lternativamente se aplica calor  para evaporar el agua y los componentes secos bien mezclados prensados en fr*o y sinterizados o prensados en caliente. iertas cerámicas cerámicas pueden ser producidas producidas a partir de lec"adas lec"adas o lodos modelando un rango de métodos 'ue incluyen la colada y la extrusión seguida por la fijación a temperaturas ambiente o ligeramente elevadas. elevadas. Ejemplos son el yeso de #ar*s, 'ue se obtiene a partir de yeso a!/0.1-1/, y l#20. 3ormada a partir de soluciones de ácido fosfórico y "idróxido de aluminio. $as suspensiones de estos tipos de cerámica son susceptibles de la incorporación de part*culas, o f ibra de alumina o fibras cortadas y las técnicas de conformación normalmente empleadas pueden usarse para producir  el componente compuesto.

 !in embargo, estas cerámicas son intr*nsecamente pobres mecánicamente y además la ruta de producción resulta con muc"a porosidad, es por lo tanto improbable 'ue los

compuestos de alto rendimiento sean producidos por este método. -asta a"ora, los métodos 'ue implican lec"adas "an sido adecuados para refuerzos por partıculas,y fibras cortadas, pero no fibras continuas. "ora nos dirigimos a la atención del método de lec"ada más comnmente empleado para compuestos continuos reforzados con fibra. Esto se desarrolló "ace aproximadamente veinte a)os en el 4eino Unido para la producción de compuestos de matriz de vidrio, pero a"ora también es ampliamente utilizado para compuestos de matriz de vitrocerámica. $a mezcla *ntima de fibras continuas y el vidrio se consigue estirando las fibras, llamados remol'ues, a través de una suspensión de vidrio en polvo en agua y un aglutinante de resina soluble en agua como en la 53igura 0.67. $os "ilos, impregnados con la suspensión, se enrollan sobre un mandril para formar  una cinta monocapa. $a cinta se corta en capas 'ue se apilan en la secuencia de apilamiento re'uerida, por ejemplo, unidireccional, cruzada, etc., antes del agotamiento del aglutinante. Esto es seguido por prensado en caliente para consolidar  la matriz. En la producción de composite vitrocerámico, se produce cierta cristalización durante la etapa de prensado en caliente, pero puede re'uerirse un tratamiento térmico adicional para completar la desvitrificación. $a micrograf*a de la figura 0.8 muestra el alto contenido de fibra y la buena alineación obtenible por este método.

TRATAMIENT !E E"TA! #$%&I! Matriz de trans'erencia de moldeo las técnicas de infiltración de la fusión están bien establecidas para los compuestos de matriz metálica ,$as modificaciones de estas técnicas para 9s "an tenido un éxito limitado "asta a"ora debido a 5a7 las reacciones con el refuerzo debido a las altas temperaturas de fusión de las cerámicas refractarias y la reactividad de los vasos fundidos, y 5b7 las tasas de infiltración $as altas viscosidades. $a más exitosa de las técnicas de fusión es el moldeo por transferencia de matriz 'ue originalmente era para compuestos de matriz de vidrio, pero también se puede usar para materiales compuestos de matriz de vitrocerámica. $a ventaja del moldeo por transferencia de matriz es 'ue permite la fabricación de componentes, tales como tubos, 'ue son dif*ciles de producir por muc"os de los otros métodos. $a producción de tubos se ilustra en la 3igura 0.:.

Una preforma y un trozo de vidrio se insertan en un molde cil*ndrico. plicación +e calor y presión fuerza el vidrio de fluido en los poros en la preforma y, después de enfriar, el tubo compuesto es expulsado del molde. iertas cerámicas pueden ser  producidas por la pirólisis de un pol*mero. Estos pol*meros productores de cerámica pueden usarse en lugar de la suspensión en la ruta de producción para composites de fibras continuas ilustrados en la 3igura 0.6, pero más comnmente se emplean para la impregnación l*'uida de una preforma. +espués de la impregnación se re'uiere un tratamiento térmico para pirolizar el pol*mero. $a temperatura de pirólisis es relativamente baja, t*picamente 6//; de magnesio y aproximadamente de silicio7 y luego el mantenimiento de las condiciones en las 'ue el producto de reacción policristalino tiene una composición mecánica tal 'ue el metal es arrastrado "acia él 2xidante . El procedimiento de $anxide implica la formación de una matriz cerámica mediante la reacción entre un metal fundido y un gas, por ejemplo, aluminio fundido 'ue reacciona con ox*geno para formar almina. El crecimiento de la cerámica se produce "acia fuera desde la superficie de metal 2riginal ya través de una preforma como se muestra en la 3igura 0.< < 5a7. +e "ec"o, una preforma no es un prerre'uisito y también se pueden producir materiales compuestos reforzados con part*culas simplemente colocando las part*culas por encima del metal l*'uido. En ambos casos, los nicos re'uisitos son 'ue las fibras F part*culas no reaccionan con el gas y son "umedecidas por la cerámica.