Comportamiento de desgaste de los compuestos Al₂O₃/Ti₃AlC₂-MAX a temperaturas elevadas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Tribología
• Ingeniería cerámica

Sus antecedentes:

• La alumina (Al2O3) es una cerámica ampliamente utilizada, pero su rendimiento tribológico puede ser limitado.
• Los lubricantes sólidos son cruciales para reducir la fricción y el desgaste en entornos exigentes.
• Las fases MAX son una clase de carburos y nitritos ternales con propiedades únicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de la adición de la fase Ti3AlC2 MAX al Al2O3.
• Evaluar las propiedades mecánicas y tribológicas de los compuestos resultantes.
• Evaluar el potencial del Ti3AlC2 como lubricante sólido para el Al2O3.

Principales métodos:

• Preparación de compuestos mediante la metalurgia del polvo.
• Consolidación de compuestos mediante el sinterizado con plasma de chispa (SPS).
• Evaluación de la composición de fase, dureza, resistencia a la fractura y comportamiento tribológico a altas temperaturas.

Principales resultados:

• Los compuestos sinterizados alcanzaron una alta densidad.
• Las muestras con 10% en peso de Ti3AlC2 mostraron una dureza de ~2000 HV5 y una tenacidad a la fractura de 5,5 MPa·m0.5.
• Se observó una reducción significativa del desgaste a 700 °C para los compuestos en comparación con el Al2O3 no reforzado.

Conclusiones:

• La adición de fase Ti3AlC2 MAX mejora las propiedades mecánicas de Al2O3.
• Ti3AlC2 funciona efectivamente como un lubricante sólido en compuestos de Al2O3.
• El compuesto demuestra un rendimiento superior a altas temperaturas, especialmente en la resistencia al desgaste.