Study of directionally solidified eutectic Al2O3-ZrO2(3%Y2O3) doped with TiO2

Abstract

[EN] An study of directionally grown samples of the eutectic composition in the Al2O3-ZrO2 (3 mol% Y2O3) system, with small TiO2 additions (1 wt%), is presented. The microstructural changes induced by this addition are analysed using SEM (EDX) techniques. The mechanical changes, when TiO2 is added, are studied by measuring the flexural strength by three point bending. Also, the toughness is determined by Vickers indentation method. When slow growth rates (10 mm/h) are used, interpenetratred and homogeneous microstructure is obtained, independently of the TiO2 doping. When growth rates are higher (300 and 1000 mm/h) the structure changes and the phases are organized in form of colonies or cells, which have smaller size when TiO2 is present. This size reduction is accompanied with an increase of the toughness.

[ES] Este trabajo presenta un estudio de muestras crecidas direccionalmente del sistema Al2O3-ZrO2 (3 mol% Y2O3) en su composición eutéctica con pequeñas adiciones de óxido de titanio (1% de TiO2 en peso). Se analizan los cambios microestructurales inducidos por esta adición mediante SEM (EDX) y se estudian los cambios en su comportamiento mecánico medido por flexión en tres puntos, así como la tenacidad de fractura mediante indentación Vickers. Con velocidades lentas de solidificación (10 mm/h) se obtiene en ambos casos una microestructura homogénea e interpenetrada, mientras que a velocidades mayores, 300 y 1000 mm/h, se forma una estructura en las que las fases se organizan en forma de colonias o células, siendo éstas de menor tamaño en las muestras dopadas. Esta disminución en el tamaño viene acompañada de un aumento de la tenacidad de fractura medida por indentación.