EVOLUCIÓN TÉRMICA DE FASES CRISTALINAS EN MEZCLAS DE CIRCÓN-ALUMINA-TITANIA

M.GAUNA; M.S. CONCONI; G. SUAREZ; E. AGLIETTI; N. RENDTORFF

Mar del Plata

Otro; X Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2014

INTEMA

Los materiales del sistema ZrO2-SiO2-Al2O3-TiO2 (ZSAT) presentan aplicación en la industria de elevadas temperaturas debido a sus propiedades químicas y alta refractariedad. La reacción sinterización suele ser una ruta de procesamiento de estos materiales, ya que en la misma se logra la densificación acompañada de las reacciones químicas en estado sólido. En el presente trabajo se estudia la evolución de fases cristalinas por medio del refinamiento estructural de Rietveld [1] de patrones de difracción de rayos X de mezclas de circón, alúmina y titania (con el primero como componente mayoritario (60-90%) y adiciones equimolares de Al2O3-TiO2) sometidas a tratamiento térmico en el rango 1300-1500ºC, junto con la sinterización. El objetivo es estudiar una posible ruta de procesamiento de materiales de la familia de cerámicos polifásicos pertenecientes al sistema ZSAT. Se estudió la sinterabilidad y la composición cristaloquímica en función de las variables de procesamiento. A 1400ºC se formó titanato de aluminio (Al2TiO5) como intermediario de las reacciones. A mayores temperaturas se observaron titanato de circonio (ZrTiO4), mullita (3Al2O3.2SiO2) y circonia monoclínica (m-ZrO2), como fases mayoritarias acompañadas por pequeñas cantidades de los materiales de partida. En la Figura 1 se presenta el avance de reacción para la composición 60% (p/p) de circón. La ecuación que representa el proceso global es la siguiente: 2 ZrSiO4 + 3 Al2O3 + TiO2 → ZrTiO4 + 3Al2O3.2SiO2 + m-ZrO2 La conversión fue casi completa (90%). Se ponderó el avance de las reacciones químicas observadas en función de las variables de procesamiento estudiadas. La sinterización y la conversión fueron independientes del exceso de circón.