REFRACTARIOS DE ZIRCÓN. PROPIEDADDES TERMOMECANICAS. COMPORTAMIENTO AL CHOQUE TÉRMICO

N. RENDTORFF; L. GARRIDO; E. AGLIETTI

Buenos Aires

Congreso; ALAFAR; 2008

ALAFAR

RESUMEN   Materiales refractarios basados en circón (ZrSiO4) son fabricados para aplicaciones a elevadas temperaturas. Su campo de aplicación principal es en la industria del vidrio y sales fundidas por su excelente resistencia al ataque químico y a la corrosión o degradación por vidrios y metales fundidos. No obstante la resistencia al choque térmico es en algunos casos el comportamiento limitante en servicio. En algunos productos esto se minimiza con un aumento en la porosidad del material El circón puede transformarse por disociación (en sílice y zirconia) a altas temperaturas cercanas a 1500ºC aunque en presencia de impurezas es considerablemente menor. Basados generalmente en arenas de zircón, o chamotes y algunos aditivos típicos como el TiO2,  SiO2, Zirconia, arcillas) estos materiales se conforman por prensado o colado, y luego calcinados a temperaturas  de 1400º-1600ºC. En este trabajo se estudian las principales características y el comportamiento de dos refractarios de zircón comerciales, uno de ellos con contenidos de otras segundas fases de hasta un 15%. Se caracterizaron y midieron las principales propiedades mecánicas y texturales de estos refractarios. Se determino la tenacidad a la fractura K1c y energía de fractura por el método SENB, (flexión con entalla), observándose valores muy semejantes, aun con diferencias de fases presentes (mullita y zirconia). Se estudio principalmente el comportamiento o resistencia al choque térmico (RST) de los mismos. Los métodos mas comunes para evaluar la RST es la caída del modulo a la flexión MOR (IRAM 12616, ASTM C 1171-05) o el descenso del modulo de elasticidad E (ASTM C 1100-88), luego de someter al material a cambios bruscos de temperatura (ΔT). En este trabajo se utilizaron las dos medidas. En el caso de E (dinámico) se midió con el método de excitación por impulso (no destructivo) que determina la velocidad del sonido en el material. Los materiales se sometieron a quenching de diferentes  ΔT para observar la evolución del MOR y E. Se observo que la caída del ambos propiedades esta relacionada con la composición y microetructura de los materiales, siendo el E una buena medida de estimar la RST. El parámetro R del modelo de aproximación termo elástica permite una predicción de la RST de estos materiales, aunque los valores de  R y  ΔTc experimental muestran igual tendencia no coinciden totalmente.