Choque térmico de alumina densa / Analia G. Tomba Martinez

Director: Dra. Analia Cavalieri

Trabajo de tesis presentado para optar al grado académico de Doctora en Ciencia de Materiales

Tesis (Doctorado)--Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Dto Materiales, 1998.

En este trabajo se estudia el comportamiento frente al choque térmico de materiales densos de alúmina con diferentes tratamientos superficiales de mecanizado. Con el objetivo de hacer un aporte a la mayor comprensión de este fenómeno complejo, pero de grán importancia práctica, se aplica una metodología que incluye: caracterización superficial, ensayos mecánicos, ensayos de choque térmico, análisis fractográfico y cálculo de las tensiones de origen térmico. En primer lugar, las probetas en forma de disco se conformaron por colaje de una suspensión de alúmina y posterior sinterizado de los compactos en verde.La superficie de los discos sinterizados se mecanizaron en dos condiciones muy diferentes: desbaste fino y grueso. Las superficies obtenidas se estudiaron por microscopía electrónica de barrido, determinandose sus aspectos microestructurales y los posibles mecanismos de remoción de material dominantes en cada tratamiento. Además, se midieron parámetros de rugosidad superficial y tensiones residuales. Se estudió el comportamiento mecánico y la respuesta en condiciones de choque térmico de las probetas con ambos tratamientos. Se utilizaron ensayos de flexión biaxial de bola sobre anillo discontinuo y enfriamiento por insuflado de aire a presión, respectivamente. Los resultados de resistencia mecánica y al choque térmico se analizaron en base a las diferencias en las características superficiales, asumiento la hipótesis de paridad de la respuesta de un material frente a solicitaciones térmicas y mecánicas. Los discos fracturados en ambos ensayos de analizaron fractográficamente. Finalmente, se simuló el ensayo de choque térmico con el objeto de calcular numéricamente las tensiones térmicas originadas. Se propusieron tres modelos que difieren en las condiciones de contorno térmicas, particularmente en lo que se refiere a la variación radial del coeficiente de transferencia de calor superficial y a la posibilidad de conducción de calor en la superficie de apoyo de la probeta durante el ensayo. El valor del coeficiente se estimó por ajuste de perfiles de temperatura calculados con registros experimentales. Los resultados obtenidos por cada modelo se analizaron comparativamente y en relación a los hechos experimentales.