BOLSOC.ESP.CERAM.VIDR. 28 (1989) 4, 285-287
ARTÍCULOS CORTOS
Es uc u a de dislocaciones en Z 02 o almen e es abilizado
de o mado a al a empe a u a
J. MARTINEZ FERNANDEZ, M. JIMENEZ MELENDO, A. DOMÍNGUEZ RODRIGUEZ
y R. MARQUEZ
Depa amen o de Física de la Ma e ia Condensada
Facul ad de Física. Apa ado 1065. 41080 Se illa
RESUMEN.—Es uc u a de dislocaciones en Z Oi o al-
men e es abilizado de o mado a al a empe a u a.
Se ha es udiado po mic oscopía elec ónica de ans-
misión la mic oes uc u a de de o mación a al as empe-
a u as (1.300-1.550°C) de monoc is ales de Z 02-Y203
o almen e es abilizados. La a iación obse ada en la su-
bes uc u a de dislocaciones co esponde a un cambio en
el mecanismo que con ola el es ado es aciona io de de-
o mación plás ica, gobe nado po un p oceso de subida
a las empe a u as más al as.
ABSTRACT.—S uc u e o disloca ion in ully s abi-
lized Z 02 de o med a high empe a u e.
Disloca ion s uc u e in YjOj-s abilized Z 02 single
c ys als de o med a high empe a u e (1.300-1.550°C)
has been s udied by TEM. A change in he disloca ion
subs uc u e has been obse ed, which can be co ela ed
wi h he mac oscopic c eep law pa ame e s. I sugges s
a change in he mechanism con olling he plas ic
beha io ; disloca ion climb is he p ima y mechanism o
eco e y a highe empe a u es.
El es udio de la de o mación plás ica a al as empe a u as
p esen a un g an in e és, ya que la di usión juega un papel
undamen al en la plas icidad de los ma e iales a empe a u-
as T > 0,5 T usi5n. Si la ciné ica del p oceso de de o ma-
ción plás ica es á con olada po el anspo e de ma e ia,
la elocidad de de o mación es aciona ia è es á elacionada
con el coe icien e de di usión D. En los compues os, D se
simpli ica al coe icien e de di usión de la especie más len a.
Pa icula izando pa a el sis ema Z 02-Y203, las especies
más len as son los ca iones ci conio e i io (1, 2).
Los es udios ealizados a al a empe a u a sob e el Z Os
o almen e es abilizado, an o de di usión (1-3) como de de-
Recibido el
8-6-89
y acep ado el 20-6-89.
JULIO-AGOSTO, 1989
o mación plás ica en polic is ales (4-6) y monoc is ales
(7-8),
mues an una g an disc epancia en los alo es del coe-
icien e de di usión ca iónico y de la ene gía de ac i ación.
En un abajo p e io ealizado po ñuencia en monoc is a-
les de Z 02-9,4 mol% de Y2O3 (8), hemos señalado un
cambio en el mecanismo que con ola la elocidad de de o -
mación es aciona ia
e
en e 1.300 y
1.550°C.
Los da os ma-
c oscópicos de los ensayos ue on analizados median e la
ecuación de ñuencia (9):
ê=A.(j".exp(-Q/kT)
donde A es una cons an e, a la ensión, Q la ene gía de ac i-
ación del p oceso de de o mación y n el exponen e de en-
sión. La disminución de los alo es de los pa áme os n y
Q con la empe a u a (8) indica un cambio g adual en el con-
ol de é, pasando de un p oceso donde in e iene el mo i-
mien o des iado de dislocaciones a o o p oceso, a las
empe a u as más al as, donde la subida de dislocaciones es
el mecanismo p incipal de es au ación de la subes uc u a.
Pa a es e úl imo modo de de o mación, la ene gía de ac i-
ación de ñuencia Q se asocia a la ene gía de di usión canó-
nica, ya que la subida de dislocaciones equie e el anspo e
de ma e ia en el olumen del c is al (9).
En es e abajo se es udia po mic oscopía elec ónica de
ansmisión (MET) la subes uc u a de dislocaciones en el
Z 02 o almen e es abilizado de o mado en ñuencia a al as
empe a u as, con el obje o de ca ac e iza los mecanismos
de de o mación plás ica y apoya las conclusiones dadas a
pa i de los alo es de los pa áme os mac oscópicos de la
ecuación de ñuencia.
En es e es udio se han u ilizado monoc is ales de
Z 02-9,4 mol% de Y2O3 o almen e es abilizados en su a-
se cúbica, c ecidos po la écnica de «skull mel ing». Los
c is ales ue on de o mados a ca ga cons an e en comp e-
sión a lo la go de la di ección [TT2], en e 1.300 y
1.550°C
(0,53 < T/T < 0,62, donde T =2953 K es la
empe a u a de usión). Es a geome ía de de o mación da
un ac o de Schmid de 0,47 pa a el sis ema de deslizamien-
o p ima io (001)
[110],
y alo es in e io es pa a los o os
sis emas secunda ios: 0,41 pa a (Til) [OTl] y (iTl) [TOI],
y 0,35 pa a (100) [OTl] y (010) [TOI].
285
J. MARTINEZ FERNANDEZ, M. JIMEMEZ MELENDO, A. DOMÍNGUEZ RODRIGUEZ, R. MARQUEZ
Las láminas pa a MET se han ob enido de la pa e cen al
de los c is ales de o mados, pa alelas al plano p ima io (001);
ambién se han ob enido algunas mues as pa alelas a los pla-
nos secunda ios (111) y
{100
).
Es as láminas ue on p e-
pa adas con las écnicas habi uales y adelgazadas has a la
anspa encia elec ónica en un adelgazado iónico. Pa a e i-
a e ec os de ca ga du an e la obse ación en el mic osco-
pio elec ónico, se deposi ó sob e las láminas una delgada
capa (—5 nm) de ca bón.
Las mues as se han examinado en un mic oscopio elec-
ónico de ansmisión Hi achi H800-2, a 200 kV de ensión
de acele ación. Los ec o es de Bu ge s de las dislocacio-
nes se han de e minado median e el análisis de la condición
g
•
b=0 en campo cla o. La na u aleza idimensional de la
es uc u a de dislocaciones se ha pues o de mani ies o a a-
és de pa es es é eos, ob enidos po la e lexión g = [220]
(pa alela a S) y con un ángulo de des iación de — 15°.
La es uc u a de dislocaciones de las mues as de o ma-
das es ma cadamen e di e en e según la empe a u a del ensa-
yo,
en acue do con la a iación obse ada en los pa áme-
os n y Q de la ecuación de luencia (8). La igu a 1 mues-
a una mic og a ía ípica de la subes uc u a de dislocaciones
de un c is al de o mado a
1.300°C
(€ í^i=0,10). Se obse -
a una al a densidad de dislocaciones
(Q
^ 1,0 X lO^^m"^),
dis ibuidas homogéneamen e, con abundan e in e acción y
o mación de nudos. La mayo ía de las dislocaciones ienen
ca ác e mix o, con un ec o de Bu ge s ß=l/2
[110].
El
es udio de pa es es é eos mues a que las dislocaciones se
encuen an con inadas p incipalmen e en los planes de des-
lizamien o p ima ios.
Fig.
I
.—Subes uc u a de dislocaciones en un c is al de Z 02-9,4 mol%
de
Y2O3
de o mado a
1.300°C
(eßnai=0,10).
El plano de la lámina es el
plano de deslizamien o p ima io (001). Se indican algunos segmen os de
dislocación que cambian a planos secunda ios [111] po deslizamien o
des iado
Muchos segmen os de dislocaciones con ca ác e helicoi-
dal (algunos de ellos señalados con lechas en la igu a 1)
se encuen an en los planos de deslizamien o secunda ios
(Til) y (iTl). Es a obse ación indica que, a es as empe-
a u as, el deslizamien o des iado («c oss-slips») es un me-
canismo ac i o de supe ación de obs áculos po las
dislocaciones helicoidales; es e mo imien o des iado del sis-
ema p ima io (001) es a acili ado po los dos planos del
ipo
{111
) que con ienen la di ección [110] del ec o de
Bu ge s. P ác icamen e no se obse a mo imien o de subi-
da de las dislocaciones a es as empe a u as.
Las dislocaciones con ca ác e p edominan emen e en a is-
a se encuen an ancladas en di e sos pun os de sus líneas
( ig. 2). La ensión calculada a pa i del adio de cu a u a
R de la línea de la dislocación en e dos pun os de anclaje
es =/i
•
b/R =í 200 MPa (donde ii es el módulo de cizalla-
du a del ma e ial), muy p óxima a la ensión esuel a de ci-
zalladu a sob e el sis ema p ima io aplicada al inal del
ensayo. Los pun os de anclaje no pueden adsc ibi se a ca-
iones de i io aislados. Pa a el sis ema Z 02-9,4 mol% de
Y2O3,
la dis ancia en e ca iones de i io es ^^^ 1 nm, muy
in e io a la dis ancia media obse ada en e los pun os de
anclaje ( ig. 2). Es os pun os pueden co esponde a com-
plejos («clus e s») de Y^^ —pues os de mani ies o a empe-
a u as más bajas median e es udios de pé didas dieléc icas
(10)—
o bien a escalones («jogs») c eados sob e la línea de
la dislocación po la in e acción con dislocaciones de pla-
nos secunda ios. Las obse aciones ealizadas a es as em-
pe a u as pe mi en conclui que el mecanismo de anclaje de
las dislocaciones en a is a es e ec i o pa a con ola la elo-
cidad de de o mación ¿.
Fig. 2.—Dislocaciones del plano p ima io
(001) ancladas en
di e sos pun os
a lo la go de sus líneas. Mues a de o mada a
1.300°C.
Cuando la empe a u a del ensayo aumen a, la densidad
de dislocaciones disminuye (pa a la misma asa de de o ma-
ción e), y se dis ibuyen de o ma más he e ogénea. La i-
gu a 3 co esponde a un pa es é eo de un c is al de o mado
al.500°C(e inai=0,09),conunadensidade = 5 x 10^^m"l
P edominan las dislocaciones de ca ác e en a is a, indican-
do una mayo mo ilidad ela i a de las dislocaciones heli-
coidales cuando la empe a u a aumen a, en acue do con el
compo amien o ob enido en o os óxidos (9). Se obse a un
g an núme o de segmen os de dislocación (se señalan algu-
nos con lechas en la igu a 3), con ß=l/2 [OlT] y 1/2
[1Ö1],
que se encuen an en los dos planos (100) y (010)
pe pendicula es al p ima io, que son planos ac i os pa a la
subida de dislocaciones. Es a obse ación mues a que la es-
au ación de la subes uc u a de dislocaciones se ealiza po
un mecanismo de subida a a és de la di usión de ma e ia,
con olando la elocidad de de o mación é en el es ado es-
aciona io.
286 BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. YOL. 28 - NUM. 4
Es uc u a
de
dislocaciones
en
ZTOJ
o almen e es abilizado de o mado
a
al a empe a u a
Fig.
3.—Pa
es é eo de la subes uc u a de dislocaciones en una mues a de o mada
a
1.500°C
(e inai = 0,09), ob enido con
la
condi-
ción
g~
(220).
El plano de
la
lámina
es el
(001).
Se
señalan algunos segmen os que
se
encuen an
po
subida
en
los planos secunda-
ios (100)
y
(010).
El es udio
po
MET
de
monoc is ales
de
Z 02 o almen-
5.
e es abilizados
con
Y2O3, de o mados en e
1.300 y
1.550°C,
con i ma
el
cambio
en el
p oceso mic oscópico
que con ola el es ado es aciona io de de o mación plás ica,
6.
suge ido an e io men e
po los
da os mac oscópicos
de
luencia.
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Ce ám. Vid .,
28
(1989),
1,
11-14.
JULIO-AGOSTO,
1989
287
Cu so sob e ma e ias p imas
pa a ce ámica y id io
cüEso smm
MAIBHAS
PRIMAS PAKA
CEHAMICA
Y
VIDRIO
Temas sob e isioquímica, ecnología, geología,
economía.
Edi . J. M.a GONZALEZ PEÑA, M. A. DELGADO
MÉNDEZ y J. J. GARCIA RODRIGUEZ.
Public: Sociedad Española de Ce ámica y Vid io. 1987.
VII + 255 págs.; 40 igs.; 40 ablas.
La publicación ecoge la labo ealizada en un cu so
in ensi o sob e el ema, celeb ado en Mad id en 1986.
Todos los abajos que la componen es án ealizados po
pe sonas que poseen p obada expe iencia en sus espec i as
especialidades lo que hace que, en muchos casos, si an al
sec o desde pues os de al a esponsabilidad.
En ella se a an los p oblemas elacionados con nues-
as ma e ias p imas desde ángulos complemen a ios pe o
muy di e sos, lo que ayuda al en iquecimien o de su con e-
nido.
Es és e el siguien e:
— Gene alidades sob e ma e ias p imas pa a ce ámica y
id io.
— Es uc u a c is alina de las a cillas.
— P opiedades ísicas de las a cillas.
— Acción del calo sob e las ma e ias p imas y composiciones ce ámicas.
— Ma e ias p imas calcicas y magnésicas u ilizadas undamen almen e pa a pas as de cocción ápida.
— Ma e ias p imas de ba nices y pigmen os pa a ce ámica.
— Sílice y eldespa os. Su signi icación en ce ámica y id io.
— Ma e ias p imas de sín esis de p oduc os ce ámicos y especiales.
— In es igación mine a pa a ce ámicas de cons ucción.
— P oyec o mine o, es udio de iabilidad.
— Explo ación, máquinas y mé odos.
— Con ol de p oducción de caolín.
— Me cado del caolín.
— Las a enas de cua zo.
— El sec o de ma e iales de cons ucción an e la adhesión
a la Comunidad Económica Eu opea.
— Ideas básicas sob e la ab icación del id io.
— Me cado de ma e ias p imas en Ce ámica y Vid io.
PRECIO:
Socios de la SECV: 4.800 p as.
No Socios: 6.000 p as.
Los pedidos pueden di igi se a: SOCIEDAD ESPAÑOLA DE CERÁMICA Y VIDRIO
C a. Valencia, Km. 24,300
28500 ARGANDA DEL REY (Mad id)