EFECTO DEL OXIDO DE GADOLINIO (Gd2O3) EN EL COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE UNA ARCILLA CAOLINITICA

MARIA SUSANA CONCONI; MARIA FLORENCIA HERNÁNDEZ; GUSTAVO SUAREZ; MARIANO CIPOLLONE

CABA

Jornada; 2º JONICER; 2016

ATAC - CETMIC - CONICET

El tratamiento térmico de una arcilla caolinítica involucra diferentes procesos, tales como la deshidratación y deshidroxilación que ocurren debajo de los 600 °C, la formación de pre-mullita y de la fase tipo espinela, acompañada por la formación de sílice de baja cristalinidad, a aproximadamente 980 °C y, por último, la formación de mullita en el rango comprendido entre 1200 y 1350 °C. Esta serie de procesos químicos es acompañada por la sinterización de la arcilla mediante la formación de fase vítrea. A fin de favorecer o retrasar la sinterización de estos materiales se ha estudiado el uso de diversos aditivos de sinterización [1].En el presente trabajo se muestra el efecto comparativo de la adición de óxido de gadolinio (1 y 5 % p/p) a una arcilla caolinítica comercial (60% caolinita), sobre el comportamiento térmico a través de la evaluación de una serie de análisis térmicos que incluyen, la termogravimetría (TG), el análisis térmico diferencial (ATD) y la dilatometría (TMA) en ciclos de calentamiento con 10 °C/min hasta 1400 °C. Asimismo se ha evaluado el efecto en la formación de mullita y otras fases del sistema Al2O3-SiO2-Gd2O3 por difracción de rayos X [2] y en las propiedades texturales (porosidad y densidad) de cerámicos conformados por prensado uniaxial y sinterizados a 1250 y 1400 °C. Esperablemente las fases resultantes fueron mullita (3Al2O3.2SiO2), cuarzo, cristobalita y fase vítrea. Las temperaturas de formación de pre-mullita y mullita no se vieron afectadas (940, 1100 y 1170 ºC), el grado de mullitización y contenido de cristobalita no se vieron afectados por la incorporación del óxido. En cambio el contenido de cuarzo fue levemente disminuido a expensas de la formación de la fase vítrea luego de la incorporación del aditivo motivo de estudio.El ensayo de TMA (fig. 1) permite observar la sinterización de estos materiales, observándose que no existen grandes cambios en este comportamiento, salvo la disminución de la temperatura óptima de sinterización que decrece casi linealmente con el contenido del aditivo estudiado.En general se encontró que la adición de este oxido no modifica sustancialmente el comportamiento térmico de la arcilla caolinítica, presumiblemente a elevadas temperaturas este óxido pasa a formar parte de la fase vítrea responsable de la sinterización de este tipo de cerámicos.