ESTUDIO DILATOMÉTRICO DE LA FORMACION DE Al2TiO5 POR REACCIÓN SINTERIZACIÓN

M.A. VIOLINI; E. AGLIETTI; M.S. CONCONI; G. SUAREZ; N. RENDTORFF

Mar del Plata

Jornada; 3ras Jornadas Nacionales de Investigacion Cerámica [3 JONICER ]; 2017

INTEMA

El titanato de aluminio es un material refractario con bajo coeficiente de dilatación, bajo módulo deelasticidad y excelente resistencia al choque térmico [1].El principal objetivo del presente trabajo es estudiar el proceso de formación de Al2TiO5 por reacciónsinterizaciónde una mezcla equimolar de polvos de alúmina y óxido de titanio, mediante Dilatometría(DTM), Análisis Térmico Diferencial (ATD), Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) y Difracción de Rayos X(DRX). De esta manera, se busca describir cada uno de losprocesos térmicos que sufren las materias primas y las fasesformadas durante el procesamiento térmico de este tipo demateriales.Las materias primas utilizadas fueron alúmina calcinada,D50: 5 μm, y óxido de titanio (anatasa-rutilo) de alta pureza,D50: 0,6 μm.Se realizó una mezcla equimolar de los polvos de partidaen molino de bolas planetario (Fritsch), utilizando etanolcomo medio. Una vez seca, la mezcla fue compactada porprensado uniaxial (50 MPa), obteniéndose piezas prismáticasen verde de 3 x 3 x 20 mm.Para estudiar los procesos térmicos involucrados en la formación de Al2TiO5, se realizó una dilatometríacon la siguiente rampa de calentamiento: 10 °C/min hasta 800 °C y 5 °C/min hasta 1450 °C (Figura 1), y unDTA. El DTA arrojó un pico endotérmico (inicio 1383 °C). En la dilatometría se observaron: una contracciónentre 900 y 1150 °C aproximadamente que se asocia a la sinterización de las materias primas; otracontracción entre 1200 y 1400 °C, asociada a la reacción-sinterización; y por último, entre 1410 y 1450 °C,una expansión asociada a la dilatación del Al2TiO5 formado. Se realizó un quenching del material a 1150 °Cy se analizó por DRX para corroborar las fases presentes a esa temperatura. Con el objetivo de resolvermejor la zona de la curva dilatométrica asociada a la reacción sinterización se realizó otra dilatometría amenor velocidad de calentamiento: 5 °C/min hasta 800 °C y 1 °C/min hasta 1450 °C. La misma nos permitióobservar que, como se ha reportado en estudios previos [2] [3], la reacción ocurre en dos etapas.Luego, las piezas en verde fueron calcinadas a 1500 °C por dos horas, utilizando una velocidad decalentamiento de 5 °C/min. El material calcinado se caracterizó mediante DRX para identificar las fasesobtenidas y por MEB para observar la microestructura. Además, por DTM se corroboró el bajo coeficientede dilatación de los materiales sinterizados a 1500 °C (α25-1000 °C: 1,43x10-6 °C-1).