Fases cristalinas y propiedades tecnológicas de cerámicos densos del sistema Al2O3-SiO2-Li2O basados en mezclas de alúmina calcinada y espodumeno industrial

PAULA V. LOPEZ; MARÍA F. HERNÁNDEZ; AGUSTINA VIOLINI; FRANCO M. STÁBILE; MARÍA S. CONCONI; GUSTAVO SUÁREZ; NICOLÁS M. RENDTORFF

Buenos Aires

Congreso; XIV Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2018

Asociación Argentina de Cristalografía

Los materiales de alúmina son una familia de materiales cerámicos cuyo componente principal es el óxido de aluminio (Al2O3) [1]. Estos son utilizados frecuentemente en la producción de cerámica estructural debido a su gran disponibilidad, bajo costo y propiedades mecánicas y son ampliamente usados en diversas aplicaciones industriales, representando un sector relevante en el mercado argentino. El espodumeno (LiAl(SiO3)2) es un silico-aluminato natural explotado en las provincias de San Luis y Mendoza. Es generalmente aplicado para la fabricación de esmaltes cerámicos y como fuente de sales de litio (carbonatos e hidróxidos) mediante rutas hidrometalúrgicas.En el presente trabajo se presentan cerámicos estructurales densos basados en materiales elaborados a partir de alúmina calcinada y espodumeno industrial. Se ha explorado la proporción del aditivo de sinterización en el rango 15-45 % p/p a 1400°C [2]. Se establecieron las fases cristalinas desarrolladas, identificadas mediante difracción de Rayos X y cuantificadas aplicando el método de Rietveld, con el programa FULLPROF. Asimismo, se estudiaron las microestructuras desarrolladas por microscopia electrónica de barrido (MEB), las propiedades texturales (densidad y porosidad) y las propiedades mecánicas: flexión en 3 puntos (σf) y módulo de elasticidad dinámico (E). El coeficiente de dilatación térmica (α) de los materiales obtenidos, también fue evaluado. Finalmente, se correlacionaron las variables de procesamiento con las propiedades tecnológicas. Se obtuvieron materiales conteniendo como fases principales alúmina (Al2O3), mullita (3Al2O3.2SiO2) y fase vítrea, acompañadas de alguna de las fases provenientes de espodumeno residual. Los resultados obtenidos alientan la aplicación de la estrategia elegida. Se obtuvieron materiales de porosidad menor al 2% con adecuadas propiedades tecnológicas (σf, E). La proporción de aditivo influenció linealmente en las propiedades tecnológicas estudiadas. Cabe destacar que el valor del coeficiente de dilatación fue disminuido por la adición del espodumeno.