Compositos cerámicos del sistema ZrO2-SiO2-Al2O3-TiO2 a partir de mezclas zircón-alúmina-titania molidas en molino de alta energía.

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

Santa Fe

Congreso; 14º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET y XIII Simposio Materia; 2014

SAM

Compositos cerámicos del sistema ZrO2-SiO2-Al2O3-TiO2 a partir de mezclas zircón-alúmina-titania molidas en molino de alta energía. Matías R. Gaunaa*, M. Susana Conconia, Gustavo Suareza,b, Esteban Agliettia,b, Nicolás M. Rendtorff a,b . a CETMIC: Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Camino Centenario y 506, C.C. 49, (B1897ZCA), M.B.Gonnet, Buenos Aires, Argentina. b Depto. De Química, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, Calle 115 y 47 (1900), La Plata, Benos Aires, Argentina. *Autor correspondiente.Dirección de correo electrónico:matiasrgauna@hotmail.com A B S T R A C T Mechanochemical activation in high energy mill has demonstrated to be an adequate starting powder pretreatment for dense ceramic elaboration. The effect of this treatment consists in the activation of the chemical and physical processes by means of the incorporation of surface energy into the particles, in many cases of nanoscopic scale. Moreover homogeneous mixtures can be achieved. In the present work the processing route of a group of composites of the ZrO2-SiO2-Al2O3-TiO2 quaternary system, based on the high energy milling of zircon alumina and titania mixture is presented and studied. The evolution of shrinkage and textural properties, microstructure and crystallochemical composition with the critical processing variables (milling pretreatment, composition and sintering temperature) was established. The chemical processes were quantitatively evaluated. The milling effect was studied by means of SEM and particle size distribution. Dense homogenous composites with different amounts of zircon, zirconia, mullite, titanium zirconate and aluminium titanate were achieved. Zircon continuous ceramic matrix composites with disperse phases were obtained. The milling pretreatment decreased the sintering temperature of the mixtures. Keywords: Composite ceramic materials, mechanochemical activation, SEM, DRX-Rietveld. R E S U M E N La activación mecano-química en molino de alta energía ha demostrado ser un adecuado pretratamiento de materias primas para obtener cerámicos densos, su efecto es el de activar los procesos químicos y físicos mediante la incorporación de energía superficial en polvos en muchos casos nanoscópicos, además de lograr efectivamente mezclas homogéneas de polvos incluso de distinto tamaño. En el presente trabajo se comprueba una ruta de procesamiento sencilla basada en la molienda y posterior sinterización de mezclas de zircón, alúmina y titania (con el primero como componente mayoritario (60-90 % p/p)), para la obtención de una familia de compositos cerámicos polifásicos pertenecientes al sistema ZrO2-SiO2-Al2O3-TiO2. Se estudió la evolución de la contracción, las propiedades texturales, microestructurales y la composición cristaloquímica (DRX-Rietveld) de la familia de compositos cerámicos de interés tecnológico, en función de las variables de procesamiento criticas (molienda, composición y temperatura de sinterizado). Asimismo se ponderaron las reacciones químicas que sucedieron tanto en el pretratamiento de molienda como en el posterior tratamiento térmico principal (1300-1600ºC). Previamente se estudió el efecto de la molienda (SEM y distribución granulométrica). Se obtuvieron compositos densos y homogéneos mediante una vía sencilla de procesamiento. La molienda de alta energía disminuyó notablemente la temperatura de sinterización de estas mezclas. Palabras Clave: