Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Dec 2005)
Análisis estadístico de la resistencia mecánica de materiales cerámicos de mullita sometidos a diferentes ciclos de calentamiento
Abstract
The applications of mullite based ceramics cause that along their useful life they are subjected to important mechanical and thermal solicitations. This is the reason why it is very interesting to establish procedures that allow to predict their behaviour in function of the initial condition. For this work the ceramic used was a 2Al2O3:1SiO2 mullite material obtained using a method of chemical processing of kaolinite and aluminium metal wastes. Mullite based ceramic materials with different sintering grade were obtained using various firing conditions. Strength of ceramics was measured in four point bending test. Weibull distribution function was used to characterize statistically the variation of the mechanical strength. A surface flaws mapping was established by scanning electron microscopy and distributions of pore-size, orientation and shape factor were obtained for each sample. A study of strength is done using Weibull´s theory and the surface flaws mapping.<br><br>Las aplicaciones propias de los materiales cerámicos de mullita propician que a lo largo de su vida útil se vean sometidos a importantes solicitaciones mecánicas y térmicas. Es por ello interesante establecer procedimientos que permitan predecir su comportamiento en función del estado inicial. Para este estudio se utilizó una mullita del tipo 2Al2O3:1SiO2 obtenida usando un método de procesado químico a partir de caolinita y residuos de aluminio. Se fabricaron varias series de dicho material para ser sometidas a distintos ciclos de cocción que proporcionasen materiales con diferente grado de sinterización. La resistencia a la fractura de dichas cerámicas se determinó mediante ensayo a flexión en cuatro puntos. La función de distribución de Weibull se usó para caracterizar estadísticamente la variación de la resistencia mecánica. A continuación se procedió al estudio de su superficie por microscopía electrónica de barrido, para establecer un mapeado de defectos que posibilitase la obtención de la distribución de tamaño de poro, orientación y factor de forma de cada probeta. Finalmente se llevó a cabo un estudio de resistencia usando la teoría de Weibull y el mapeado de defectos superficiales.
