Estudio de la formación de fases a alta temperatura en los Sistemas Zr-Al2O3 y Zr[Nb]- Al2O3. - Danón, Claudio Ariel (1999)
En la presente Tesis se aborda el problema de la interacción metal-cerámico desde el punto de vista de las transformaciones de fase y procesos de difusión reactiva en estado sólido que tienen lugar a partir de dicha interacción. La configuración experimental elegida para ello fue la de cuplas o pares difusionales, con placas de Zr o aleaciones Zr(Nb) como componente metálico y placas de Al2O3 como componente cerámico. Dichos pares fueron tratados térmicamente en un rango de temperaturas comprendido entre 1030 y 1300 grados C durante tiempos variables. Como resultado de la reacción de estado sólido entre el metal y el cerámico se observó el desarrollo de una compleja zona de difusión, que incluyó la formación de una secuencia de fases de distinto carácter: compuestos intermetálicos y soluciones sólidas formados a alta temperatura, fases precipitadas durante los enfriamientos. Las características de esta secuencia fueron dependientes de la temperatura y tiempo de tratamiento. La zona de reacción-difusión fue caracterizada mediante técnicas de microscopía óptica y electrónica de barrido, difracción de rayos X y microanálisis cuali y cuantitativo. En el caso del microanálisis cuantitativo la presencia de O en el sistema obligó a introducir métodos diseñados para el análisis de películas delgadas sobre sustratos. Asimismo, el estudio de la influencia de la topografía del borde de la placa metálica en las composiciones medidas recibió particular atención. Los resultados obtenidos abarcan: 1. Aspectos particulares, referidos a cada tipo de estructura encontrada dentro de la zona de difusión. De este modo, se realizó un estudio del comportamiento del O y el Nb como aleantes minoritarios en el sistema de compuestos intermetálicos Zr-Al, que arrojó datos sobre tendencias de solubilidad de esos elementos en el mencionado sistema. Asimismo, se postuló un mecanismo celular de transformación en el caso de la llamada zona precipitada en aleaciones Zr-Al-O y se observó la influencia del Nb sobre dicho mecanismo. 2. Información experimental que, convenientemente evaluada, aporta al conocimiento de varios diagramas ternarios o cuaternarios: Zr-Al-O, Zr-Nb-Al-O, Zr-Nb-O, en la región rica en Zr. En los casos Zr-Al-O y Zr-Nb-O se encontraron discrepancias con la información existente en la literatura