OBTENCIÓN DE CERÁMICOS DE BAJA DENSIDAD Y ALTA RESISTENCIA MECÁNICA UTILIZANDO EL SISTEMA ARCILLA-MAP-CARBÓN

ANABELLA MOCCIARO; M. BÁRBARA LOMBARDI; ALBERTO N. SCIAN

Buenos Aires

Congreso; Jornada Nacional de Investigación Cerámica; 2015

Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC) y Asociación Argentina de Cerámica (ATAC)

Ciertos materiales orgánicos son utilizados en la fabricación de cerámicos por la descomposición que sufren los mismos durante la calcinación generando porosidad interna lo que permite controlar la densidad final del material. Este aumento en la porosidad además modifica la resistencia mecánica del cerámico. En este trabajo se estudia la influencia de distintas fuentes de carbono y de una liga nanoestructurada en las propiedades del material con el objeto de diseñar formulaciones que conduzcan a materiales con densidad menor o igual a 2 g/cm3 y resistencia mecánica adecuada para su utilización en la explotación de petróleo no convencional. Para realizar la comparación de materiales se trabajó con arcilla Tincar Súper, un precursor de liga química sol-gel a base de fosfato de aluminio (MAP) y distintos tipos de carbones (negro de humo, carbón vegetal y carbón residual de petróleo). El MAP se sintetizó en el laboratorio a partir de ácido fosfórico y pseudobohemita. Los carbones, salvo el negro de humo- material fino aglomerado-, se molieron hasta un tamaño de partícula de entre 75-106 µm. Previamente, las materias primas se caracterizaron por difracción de rayos X y por pérdida por calcinación, para luego confeccionar diferentes mezclas de arcilla, 10% MAP y 25% carbón (porcentajes sobre la cantidad de arcilla) las cuales fueron prensadas a 40MPa en forma prismática y tratadas térmicamente en horno eléctrico en el rango de temperaturas 1500⁰C-1550⁰C. Por último, se evaluó la resistencia mecánica, la porosidad, la densidad y la contracción por calcinación de las mismas. Como se observa en la Figura 1. las distintas fuentes de carbón influyen aumentando la porosidad del material a 1500⁰C y disminuyendo su densidad y resistencia mecánica. La liga nanoestructurada ayuda a que esta disminución en la resistencia a la flexión no sea de gran magnitud mostrando diferencias significativas a la temperatura de 1550⁰C. A su vez, la resistencia mecánica del material cerámico se modifica según el procesamiento de las materias primas aumentando si el precursor, la arcilla y el material carbonoso se mezclan simultáneamente.