Procesamiento y propiedades mecánicas de materiales cerámicos laminados

Abstract

Desde el principio de la década de los noventa, la estrategia seguida en la investigación de nuevos materiales ha sido diametralmente opuesta a la que determinaba los programas de investigación en los años 70 y parte de los 80. En aquel entonces la investigación que se realizaba en ciencia de materiales podía ser definida con esta frase: "Una solución en busca de problemas". En la última década del siglo podemos afirmar que la investigación en nuevos materiales está dictada por los precisos requerimientos de las nuevas tecnologías. Es decir, hoy la frase que puede definir el proceso sería más bien esta otra: "Un problema en busca de una solución satisfactoria". La biónica, el transporte supersónico, la robótica, la microelectrónica, etc... demandan materiales que han de satisfacer complejas condiciones de contorno que son difíciles o literalmente imposibles de cumplir con los clásicos materiales monolíticos e isótropos. Esta intrínseca complejidad funcional que se impone en las nuevas tecnologías se aproxima cada vez más a la que impera en los seres vivos. Por ejemplo, una simple pieza dental es un material con estructura jerarquizada constituido por capas de distinta composición, morfología y cristalinidad en donde además se aloja una porosidad gradiente y texturada donde se insertan fibras continuas de colágeno. Esta compleja microarquitectura hace posible que este "material" sea especialmente resistente al desgaste por abrasión, al ataque químico, al choque térmico y a la fatiga cíclica, de manera que su función (triturar los alimentos) pueda ser realizada de forma apropiada y precisa durante un período superior a cincuenta años. Es pues lógico que la moderna investigación en ciencia de materiales trate de mimetizar a la naturaleza en la búsqueda de soluciones plausibles que a su vez hagan factible el rápido desarrollo de las nuevas tecnologías. En este contexto se inscribe el trabajo de tesis que a continuación se expone. Se ha elegido la filtración coloidal por ser una ruta sencilla que permite obtener, modelizar y diseñar materiales cerámicos laminados partiendo de 2 óxidos cerámicos clásicos: la alúmina y la circona. Ambos son compatibles en estado sólido hasta temperaturas superiores a los 1800°C. De esta forma se ha evitado la formación de compuestos intermedios durante la etapa de sinterización, lo que facilita sustancialmente el proceso y permite una mejor modelización y análisis de los resultados obtenidos. La intención última que ha motivado este trabajo no ha sido otra que la de abrir un nuevo camino, más bien una avenida, que conduzca a nuevos horizontes donde se puedan encontrar respuestas aparentemente imposibles a los problemas de materiales que de continuo nos plantean las tecnologías emergentes.