Fabricación de materiales compuestos de matriz metálica reforzados con mezclas bimodales de partículas cerámicas mediante técnica de infiltración a baja presión de gas

Laburpena

Esta tesis versa sobre la fabricación de materiales compuestos de matriz reforzados con mezclas bimodales de partículas cerámicas mediante la técnica de infiltración de baja presión de gas. La utilización de esta técnica de fabricación se justifica por su idoneidad en la fabricación de materiales compuestos con un alto contenido de material de refuerzo (cercano al 70%). El objetivo principal del trabajo de investigación ha sido el de obtener una mayor comprensión y control sobre las variables físicas que rigen el proceso de fabricación de este tipo concreto de material compuesto de matiz metálica (MMC). El empleo de MMC se justifica ante la necesidad de la industria electrónica de que los materiales ofrezcan determinadas propiedades termomecánicas que no pueden ser conseguidas por materiales monolíticos. Para obtener estos materiales, hay que realizar unos pasos comunes como son: preparación de los refuerzos ( o de mezclas): elaboración , estudio e infiltración de los compactados. Como materiales de refuerzo, se utilizaron la alúmina y el carburo de silicio, ya que ambos materiales cerámicos ofrecen bajos coeficientes térmicos de expansión. Como matriz se utilizó plata ya que es el metal que tiene conductividad térmica y eléctrica. También se empleó aluminio por ser un buen conductor. Mientras que la necesidad de realizar el proceso de infiltración a una menor temperatura condujo a la utilización de la aleación eutéctica de aluminio-silicio. Los sistemas empleados son sistemas en los que el metal no moja al esfuerzo (cerámica), por lo que hay que someter a presión al metal para que la infiltración tenga lugar. La presión mínima necesaria para que tenga lugar se llama presión umbral y es un parámetro primordial de diseño. Este parámetro se ve afectado por muchos factores relacionados con el esfuerzo y la matriz empleados. La temperatura a la que se lleva a cabo el proceso afecta en gran medida a la presión umbral. También se estudió el efecto de la mojadura, intentando trasladar los datos de los experimentos llevados a cabo con un líquido orgánico al caso de un experimento con metal fundido(caso de la infiltración).