Fluencia de cmcs reforzados con figras largas

Abstract

El objetivo de la presente Tesis es el estudio y la modelización del comportmaiento a fluencia de los materiales compuestos de matriz cerámica (CMCs) reforzados con figras largas. Se han estudiado dos materiales representativos de los disponibles en el mercado: el CERASEP(r) 410, basado en SiC-SiBC, representativo de los materiales basados en no-óxidos: y el Nextel TM610/Umox, basado en alúmina, representativo de los materiales basados en óxidos. Se han realizado una serie de ensayos mecánicos de fluencia a temperaturas entre 1000 y 1300ºC y tensiones entre 50 y 300 MPa, así como la caracterización mecánica y microestructural de los materiales ensayados, mediante microscopía óptica y electrónica de barrido. Tras la caracterización microestructural se ha efectuado una caracterización mecánica de la intercara mediante ensayos de empuje de fibras con la técnica de nanoindentación. A partir de los datos obtenidos en el estudio fractográfico y en el análisis microestructural, se ha elaborado un modelo de absorción de energía durante los ensayos de fluencia. El modelo identifica la contribución de la energía absorbida por cada mecanismo de daño a la energía total absorbida durante el ensayo. Por último, se presenta un modelo de oxidación-fluencia, basado en los efectos de la oxidación de la intercara y de la matriz, la deformación y fluencia de las fibras y la disminución de la resistencia de las fibras con el tiempo a alta temperatura. En particular, se estudia la influencia de las fases vítreas procedentes de la oxidación de ciertas matrices basadas en SiC, y su efecto sobre la transferencia de carga en la intercara fibra-matriz. El modelo determina la deformación y tiempo a rotura así como la evolución de la fracción de fibras rotas con el tiempo.