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Título:
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Estudio por nanoindentación de 3Y-TZP envejecida por degradación hidrotérmica
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Autor/a:
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Armas Sancho, Zamir de; García Marro, Fernando; Jiménez Piqué, Emilio; Anglada Gomila, Marcos Juan
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Otros autores:
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Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica; Universitat Politècnica de Catalunya. CIEFMA - Centre d'Integritat Estructural, Micromecànica i Fiabilitat dels Materials |
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Abstract:
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La circona tetragonal policristalina estabilizada con 3% molar de itria (3Y-TZP) puede transformarse espontáneamente a la fase monoclínica en presencia de vapor de agua a temperaturas relativamente bajas, lo cual conlleva una reducción drástica en las propiedades mecánicas superficiales para tiempos de degradación cortos y en las propiedades mecánicas de volumen para tiempos largos.
En este trabajo se presenta un estudio del comportamiento mecánico bajo indentación de 3Y-TZP degradada hidrotérmicamente a 131°C durante tiempos entre 5 y 60 horas. La investigación se centra principalmente en analizar la respuesta mecánica del material bajo indentación en función del espesor de la capa degradada utilizando para ello tanto un penetrador puntiagudo Berkovich como un penetrador esférico. Se determina el módulo elástico a diferentes profundidades en la capa degradada y se detecta que varía en la dirección del espesor
La variación observada se analiza en términos de la población de microfisuras formada en la sección transversal y observada mediante corte por haz de iones focalizados. También se analiza en términos de la fracción de volumen de fase monoclínica medida a través del espesor mediante espectroscopia micro-Raman.--- Tetragonal zirconia polycrystals doped with 3% molar yttria (3Y-TZP) can transform spontaneously to the monoclinic phase in the presence of water vapour at relatively low temperatures. This can originate a drastic reduction of surface mechanical properties after relatively short times of degradation and of the bulk mechanical properties after long times. In this paper we present a study of the surface mechanical behaviour of the degraded layer of 3Y-TZP after hydrothermal degradation at 131 °C for times between 5 and 60 hours by using nanoindentation.
Research is focused in the analysis the mechanical behaviour under nanoindentation by using a sharp Berkovich indenter as well as a spherical indenter. The elastic modulus is determined at different depths in the degraded layer. The observed variation is discussed in terms of the microcrack a population detected in the cross section of the degraded layer prepared by machining by a focus ion beam and also in terms of the analysis of the volume fraction of monoclinic phase by micro-Raman spectroscopy. |
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Abstract:
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Peer Reviewed |
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Materia(s):
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-Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
-3Y-TZP materials
-Condensed matter -- Thermal properties
-Nanoindentation
-Hydrotermal degradation
-Thin films -- Surfaces
-Zirconia doped with yttria
-Zircó |
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Derechos:
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Tipo de documento:
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Artículo - Versión publicada
Objeto de conferencia |
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