Doble titulació

La necesidad creciente de caracterizar las propiedades mecánicas a la escalananométrica ha favorecido el desarrollo del ensayo de nanoindentación instrumentada. Enlos ensayos de nanoindentación, se mide de manera continua la carga aplicada y laprofundidad de penetración del indentador en el material, durante un ciclo de carga ydescarga. El análisis de las curvas de descarga permite determinar la área de contactoentre el indentador y el material ensayado y obtener propiedades mecánicas del material,especialmente dureza y módulo elástico.En algunos materiales aparece el efecto de tamaño (nonoindentacion size effect:NSE), que consiste en la disminución de la dureza con el aumento de la profundidad depenetración, o alternativamente, un aumento de la dureza para profundidades pequeñas.Según Gao y Nix, este fenómeno se debe a la presencia de dislocaciones almacenadasestadísticamente (creadas por una deformación homogénea) y a la creación dedislocaciones geométricamente necesarias (relacionadas con la curvatura de la redcristalina o con los gradientes de deformación). El presente estudio consiste en estudiar elefecto de tamaño en un amplio rango de materiales representativos (monocristalesmetálicos y cerámicos, policristales metálicos y cerámicos y silicio) e identificar los posiblesmecanismos responsables de este efecto.Para ello se calibra de manera sistemática el instrumento de medida, con el fin deevaluar correctamente la forma del indentador y, por tanto, el área de contacto. Mediante laadquisición de la rigidez de contacto de manera continua es posible adquirir la evolución dela medida de la dureza en función de la profundidad de penetración, así como el módulo deYoung.Estos ensayos han permitido evidenciar el NSE en el caso de los monocristalescerámicos y metálicos, y para los policristales metálicos. El modelo desarrollado por Gao yNix permite caracterizar bien la dependencia de la dureza con la profundidad depenetración para metales y monocristales cerámicos. Sin embargo, al ensayar policristalescerámicos, se observa también una bajada del modulo elástico, provocada por unadisminución de la rigidez de la muestra. En este caso las hipótesis de Gao y Nix no sonaplicables. La microestructura particular de las cerámicas policristalinas puede indicar quela presencia de defectos estructurales (microgrietas) es responsable de la perdida deelasticidad durante la indentación, lo que podría ser confirmado realizando un estudio de lasección transversal de la muestra indentada.