Caracterización de la transformación de fase del material Y-TZP mediante ensayos de rayado

Doble titulació La circona tetragonal estabilizada con itria, Y-TZP, es una cerámica que se emplea como biomaterial, gracias a sus buenas propiedades mecánicas y a su biocompatibilidad. Ha sido utilizada en la la fabricación de cabezas femorales de prótesis de cadera y en restauraciones dentales. Pero debido a la degradación in vivo observada en cabezas femorales explantadas, su utilización como cabeza femoral ha sido retirada del mercado. La causa exacta de la degradación está relacionada con la transformación de tetragaonal a monoclínica activada por la difusión de agua. Sin embargo, los experimentos in vitro de degradación dan resultados mucho más conservadores que in vivo. La aplicación en restauraciones dentales ha sufrido un fuerte incremento en los últimos años. En este trabajo se estudia el mecanizado del material circona con 3%mol de itria (3Y-TZP). Ya se sabe que los eventos de contacto puntiagudos provocan la transformación de la fase tetragonal hacía la fase monoclínica dentro del material. Ese fenómeno da una alta tenacidad al material pero también ayuda en su degradación hasta la fractura de la pieza. Se trata de estudiar los cambios provocados por los procesos de mecanizado a través de la caracterización de la transformación de fase (t?m) en el material mecanizado. La metodología seguida para cumplir este objetivo es la preparación de probetas modelizando el desbaste del material. Se realiza esta modelización comparando probetas rayadas, indentadas y desbastadas. Se utiliza, para la cuantificación de la fase monoclínica, la espectroscopía Raman. El microscopio SEM ayuda en la identificación de la morfología de las secciones transversales observadas. Los resultados demuestran que el proceso de desbaste provoca la transformación de fase t?m en aproximadamente las 7 primeras micras de la superficie desbastada, esa capa se corresponde con la zona de tensiones residuales de compresión. El resultado principal es que la transformación de fase y los mecanismos de deformación no son exactamente iguales debajo de una rayadura y debajo de una indentación. La transformación martensítica t?m es mayor debajo de la huella du una rayadura.. Se explica por la presencia de fuerzas de cizalla mayores y otras condiciones mecánicas que son distintas en los dos ensayos indicados. El ensayo de rayado simula mejor los procesos de mecanizado.