Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Oct 2005)
Determinación mediante nanoindentación de las propiedades mecánicas de la interfaz en materiales compuestos de aluminio reforzados con partículas de SiC recubiertas de sílice
Abstract
In the present paper the mechanical behaviour of the interface of the aluminum matrix composites reinforced with SiC particles has been comparatively evaluated. Both, as received and sol – gel silica coated particles were used as reinforcements. The functions of sol – gel were to limit the interface reactivity and to improve the wettatbility of the SiC by molten aluminium. The influence of the sol-gel coating used in the interface mechanical properties, and of the different conditions of composite manufacture and of the heat treatment applied to the composite, has been studied. The interfacial mechanical properties have been determined by means of the nanoindentation technique using two types of tests: 1) determinating the nanoindentations profiles across the reinforcement particles with very low load (0.5 mN) to evaluate the gradients of hardness and elastic modulus throughout the particle/matrix interface; 2) applying greater load indentations (150 mN) at the particle proximities of the to evaluate the mechanical properties of the interface and to observe the interfacial fracture mechanisms.<br><br>En el presente trabajo se ha evaluado de forma comparativa el comportamiento mecánico de las intercaras matriz/refuerzo de materiales compuestos de matriz de aluminio reforzados con partículas de SiC. Se emplearon partículas de SiC, tanto es estado de recepción como recubiertas con sílice mediante procesos sol-gel. Las funciones del recubrimiento eran limitar la reactividad entre el SiC y el aluminio fundido y mejorar el mojado de las partículas. Se ha estudiado el efecto de los diferentes procesos sol – gel empleados para recubrir las partículas con sílice en las propiedades mecánicas de la interfaz, así como el efecto de las distintas condiciones de fabricación del material compuesto y del tratamiento térmico que posteriormente se aplica al material. Las propiedades mecánicas de la interfaz se determinaron mediante la técnica de nanoindentación utilizando principalmente dos tipos de ensayos: 1) líneas de nanoindentaciones de muy baja carga (0,5 mN) que cruzaban la partícula de refuerzo, para evaluar los gradientes de dureza y módulo elástico a lo largo de la intercara partícula/matriz; 2) indentaciones de mayor carga (150 mN) en las proximidades de la partícula para evaluar las propiedades mecánicas de la intercara y observar los mecanismos de rotura de las intercaras.
