Comportamiento mecánico de espumas cerámicas en verde preparadas por termogelación de albúmina

M. L. SANDOVAL; A. G. TOMBA MARTINEZ; M. A. CAMERUCCI

Iguazú

Congreso; 13º Congreso Internacional SAM-CONAMET; 2013

Se estudió el comportamiento mecánico de discos macro-celulares en verde de mullita conformados por consolidación térmica de suspensiones espumadas de mullita-albúmina (BSA) con y sin agregado de metilcelulosa (MC) como agente ligante adicional. En este procesamiento se combina la técnica de espumado directo con el conformado directo por gelación térmica de la proteína. Se prepararon suspensiones acuosas estables de mullita-BSA (5,10,15%vol.) y mullita-BSA-MC (2%) espumadas a temperatura ambiente por agitación a 2300 rpm, 10min. Los discos en verde (se denominaron MBMC y MB a los discos consolidados con y sin MC, resp.) se conformaron por colada de las suspensiones espumadas, calentamiento a 80°C, 3h y secado a 50°C, 24h en estufa eléctrica. La caracterización de los discos se realizó por medidas de densidad relativa y porosidad, y por SEM sobre superficie de fractura. El agregado de MC incrementó la viscosidad de la suspensión, disminuyó la desestabilización de la espuma antes de la gelación y minimizó la segregación de las partículas cerámicas generando microestructuras más homogéneas. Los discos MB alcanzaron las mayores porosidades (72%), menores densidades relativas (0,28) y celdas de mayor tamaño (85-130µm). Los discos MBMC presentaron microestructuras con celdas más pequeñas (30-45µm) y ´struts´ más densos. La evaluación mecánica se realizó en compresión diametral (Instron-8501) en control por desplazamiento a 0,3 mm/min. A partir de las curvas carga-desplazamiento se obtuvo la relación esfuerzo-deformación y se determinaron: resistencia mecánica, módulo elástico aparente y deformación a la fractura. Se evaluaron los patrones de fractura y el análisis fractográfico se realizó por SEM. Los resultados obtenidos se analizaron en función de los aditivos ligantes y de las microestructuras en verde desarrolladas. El efecto ligante conjunto proteína-metilcelulosa y el desarrollo de cavidades cerradas con baja interconexión resultó más significativo que la incidencia de la porosidad en el comportamiento mecánico de los discos MBMC.