CAPÍTULO 2 – MOTIVACIÓN Y OBJETIVOS
4.5 Conclusiones parciales
Ambos polvos comerciales de partida presentan varias fases. El Ti2AlC
(Maxthal 211®) es una mezcla de cuatro fases: Ti2AlC (fase mayoritaria) y
Ti3AlC2, TiC y Al2O3,dos de las cuales son fases MAX. El Ti3SiC2 (Maxthal 312®)
presenta una fase marcadamente mayoritaria de Ti3SiC2 y una fase minoritaria
de TiC.
Para el procesamiento de ambos materiales por vía seca se han estudiado la compresibilidad y la temperatura de sinterización de los polvos compactos. Se ha concluido que la presión óptima de compactación uniaxial es de 800 MPa para el Ti2AlC y puesto que presenta grietas también se propone compactar
isostáticamente. Debido a su menor tamaño, el material Ti3SiC2 presenta una
peor consolidación comparado con el Ti2AlC tanto compactándolo
uniaxialmente como isostáticamente, aunque la consolidación es mayor mediante compactación isostática. En ambos materiales se ha empleado 400 MPa para la consolidación isostática.
En el procesamiento del material poroso por vía seca, se ha optimizado la eliminación del espaciador hasta alcanzar el 100% y el 93% de eliminación en el Ti2AlC y el Ti3SiC2 respectivamente. Durante la eliminación se ha mantenido
la integridad estructural de las muestras.
Se ha estudiado la estabilidad de las fases de ambos materiales procesados por vía seca. En ambos casos, se ha observado la descomposición de la fase mayoritaria (Ti2AlC y el Ti3SiC2) debido a la vaporización del elemento A y que
ésta se ve favorecida por la porosidad. Este fenómeno ocurre en la superficie del material, con unas micras de profundidad, y genera una superficie de TiC. Se ha procesado el polvo Ti3SiC2 por la vía húmeda, elaborando suspensiones
acuosas. La suspensión se ha caracterizado para conseguir que las partículas de polvo se mantengan dispersas y estables. A través del estudio del potencial-ζ se ha determinado que la máxima dispersión se obtiene con pH de 9,6. El estudio de la reología de la suspensión ha mostrado que con 0,3% en peso de PEI se obtienen suspensiones bien estabilizadas; esta cantidad asegura la adsorción completa del dispersante en la superficie de la partícula y el comportamiento plástico de las suspensión.
Se ha estudiado la cantidad óptima de contenido en sólidos con las curvas de flujo. Se ha observado que las suspensiones muestran un comportamiento dilatante que no es óptimo para infiltrar la suspensión en la plantilla. La adición de espesante MC a las suspensiones ha permitido pasar de un comportamiento dilatante a plástico.
Las suspensiones se han infiltrado en plantillas de poliuretano. La apariencia externa de las espumas, muestra que todas están completamente cubiertas.
Hay algunos poros cerrados, cuyo número aumenta con el contenido en sólidos. En el interior de las espumas con contenidos en sólidos igual y menores a 31% vol. la cobertura de la plantilla es incompleta. Y el espesor de la cobertura disminuye con el contenido en sólido.
Se ha realizado un debinding para eliminar la plantilla y se ha observado que la plantilla se elimina prácticamente por completo. Sólo se observan algunas trazas residuales que desaparecen con la sinterización.
Después de la sinterización se ha observado que el silicio prácticamente desaparece y que el titanio y el carbono están en la misma proporción. Hay dos posibles causas que explican la carburización de las espumas: (a) queda carbono residual de la plantilla y (b) el silicio se evapora en la superficie, con solo unas micras de profundidad [18,19]. Puesto que el espesor de los cuellos tiene el mismo tamaño que la capa de TiC típica que suele darse al sinterizar este material, no se puede discernir si nuestro escenario es el a, el b o una combinación de ambos. Para sacar conclusiones sería necesario un estudio de debinding y de fases a lo largo del espesor de la muestra.
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