DESARROLLO DE MATERIALES CERÁMICOS POROSOS BASADOS EN ALÚMINA, ÁCIDO BÓRICO Y NEGRO DE HUMO

FRANCO ROUCO; ANABELLA MOCCIARO; DIEGO RICHARD; NICOLÁS R. RENDTORFF; M. FLORENCIA HERNANDEZ

La Plata

Congreso; 5tas Jornadas Nacionales de Investigación Cerámica; 2022

CETMIC-ATAC

Los cerámicos tecnológicos del sistema alúmina-óxido bórico (Al2O3-B2O3) son empleados en diversas aplicaciones estructurales, aislantes térmicos y filtrantes [1]. Una fuente posible de óxido de boro para su fabricación es ácido bórico (H3BO3), el cual es un recurso de producción nacional que se obtiene de las evaporitas de los grandes salares del noroeste argentino [2].La formación de boratos de aluminio a partir de alúmina y óxido de boro ocurre a elevadas temperaturas (≈1000 °C). Estos materiales presentan interesantes propiedades, refractarias y resistencia a la corrosión. También son utilizados como refuerzos de otros materiales debido a latendencia a presentar morfologías del tipo aguja. El objetivo del presente trabajo es estudiar materiales del sistema Al2O3-B2O3 con agregados de negro de humo como material fungible generador de porosidad adicional, hallar las variables críticas del procesamiento y describir lamicroestructura desarrollada. Se partió de una mezcla cuya relación de óxidos (74% Al2O3 – 26% B2O3 %P/P) está basada en el diagrama de fases binario, la misma se realizó en etanol debido a la solubilidad parcial del ácido bórico en agua. Luego de 2 horas de mezclado se secó en estufa durante 24 hs a 60°C, luego se presinterizó el material obtenido a 800°C. Posteriormente se ensayaron tres formulaciones, partiendo del borato de aluminio presinterizado y adición de 15, 25 y 40 % v/v de negro de humo. Se conformaron discos de 1,0 cm de diámetro mediante prensado uniaxial a 100 MPa; y posteriormente se sinterizaron las probetas a 1200 y 1300 °C. Se evaluó la porosidad, se realizó difracción de rayos X, se caracterizó la microestructura mediante microscopía electrónica de barrido y se ensayó la compresión diametral de los materiales a 1200 y 1300° C.Finalmente se logró obtener una serie de materiales porosos (> 50%), cuya fase cristalina mayoritaria es borato de aluminio (Al18B4O33). La microestructura desarrollada fue de agujas inter-trabadas con una relación de aspecto 15:1.