Comportamiento tribológico de materiales cerámicos de nitruro de silicio texturados

 

M. Belmonte⁽¹⁾, A. de Pablos⁽¹⁾, P. Miranzo⁽¹⁾, M.I. Osendi⁽¹⁾, J.R. Gomes^(2)*

 

⁽¹⁾Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, Campus de Cantoblanco, C/Kelsen S/N, 28049 Madrid, España.

 ^(2)* Departamento de Engenharia Mecânica, CIICS, Universidade do Minho,

Campus de Azurém, 4800-058 Guimarães, Portugal.

jgomes@dem.uminho.pt

 

 

ABSTRACT: Dense textured Si₃N₄ materials have been processed adding β-Si₃N₄ seeds and promoting their alignment with a combined processing/sintering route that includes extrusion and hot-pressing. These materials present a strong anisotropy in the microstructure that leads to anisotropic mechanical and tribological properties. Dry reciprocating self-mated ball-on-flat wear tests have been performed. The textured material presents a higher wear resistance than the reference one, non-textured, being abrasion by microcracking and pull-out of the Si₃N₄ grains the main wear mechanism. The surface of the textured specimen is protected by a third body developed during the wear test.

Keywords: Tribological behaviour; Silicon nitride; Textured materials.

 

RESUMEN: Se han fabricado materiales densos de nitruro de silicio (Si₃N₄) texturados incorporando semillas de β- Si₃N₄, favoreciendo su alineación mediante extrusión de las piezas en verde y prensado en caliente. Estos materiales presentan elevada anisotropía microestructural que conduce a un comportamiento anisótropo de sus propiedades, tanto mecánicas como tribológicas. Se han realizado ensayos de desgaste en seco mediante movimiento recíproco lineal de pares homólogos con geometría esfera-placa. El material texturado presenta mayor resistencia al desgaste que el de referencia, sin texturar, identificándose como principal mecanismo de desgaste la abrasión debida a microfractura y arranque de granos de Si₃N₄. En este material, además, se desarrolla un tercer cuerpo que protege la superficie del material.

Palavras llave: Comportamiento tribológico; Nitruro de Silicio; Materiales texturados.

 

 

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