1. Refuerzo de los límites de grano:Las partículas cerámicas pueden actuar como puntos eficaces para fijar los límites de grano. Impiden el movimiento de los límites de los granos durante la deformación, fortaleciendo así la matriz de cobre. La presencia de partículas cerámicas restringe el crecimiento del grano, lo que da como resultado una estructura de grano más fina. Los granos más finos proporcionan más resistencia al movimiento de dislocación, lo que aumenta la fuerza.
2. Interacciones dislocación-partícula:Las partículas cerámicas pueden interactuar con dislocaciones en la matriz de cobre. Las dislocaciones son defectos lineales que pueden moverse y provocar deformación plástica en el material. Las partículas cerámicas pueden actuar como obstáculos al movimiento de las dislocaciones, haciendo que las dislocaciones se doblen o se doblen alrededor de ellas. Esto requiere energía adicional para que las dislocaciones superen las partículas, lo que da como resultado una mayor resistencia a la deformación plástica y, por tanto, un fortalecimiento del cobre.
3. Deflexión y puenteo de grietas:las partículas cerámicas también pueden contribuir al endurecimiento del cobre. Cuando el material se somete a tensiones externas, pueden iniciarse y propagarse grietas. La presencia de partículas cerámicas puede desviar el recorrido de estas grietas, provocando que sigan un camino más tortuoso. Esto aumenta la energía necesaria para la propagación de grietas y mejora la tenacidad a la fractura del compuesto de cobre y cerámica.
4. Transferencia de carga:Las partículas cerámicas también pueden servir como componentes de carga dentro de la matriz de cobre. Pueden soportar parte de la carga aplicada, reduciendo la tensión sobre la matriz de cobre. Este mecanismo de carga compartida contribuye a la resistencia general y al rendimiento mecánico del material compuesto.
5. Fortalecimiento de Orowan:En algunos casos, las partículas cerámicas pueden actuar como fuertes obstáculos que impiden el movimiento de las dislocaciones. Cuando las dislocaciones encuentran una partícula, pueden pasar por alto la partícula o quedar inmovilizadas por ella. La energía necesaria para que la dislocación evite la partícula se conoce como tensión de Orowan. La presencia de partículas aumenta la tensión de Orowan, lo que aumenta la resistencia del material.
Los mecanismos de fortalecimiento específicos que dominan en un compuesto de cobre-cerámica dependen del tamaño, la forma, la fracción de volumen y la distribución de las partículas cerámicas, así como de las propiedades de la matriz de cobre y la naturaleza de la interfaz entre los dos materiales.
