INVESTIGADORES
HERNÁNDEZ Maria Florencia
congresos y reuniones científicas
Título:
EFECTO DE LAARCILLA EN CERÁMICOS BASADOS EN CAOLINITA CON ADICIÓN DE ÓXIDO DE MOLIBDENO COMO PROMOTOR DE MULLITA ACICULAR
Autor/es:
PAULA VIRGINIA LOPEZ; HERNÁNDEZ MARÍA FLORENCIA; MARIA SUSANA CONCONI; RENDTORFF, NICOLÁS MAXIMILIANO
Lugar:
MAR DEL PLATA
Reunión:
Congreso; 20º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET 2022; 2022
Institución organizadora:
INTEMA
Resumen:
Los materiales cerámicos porosos de mullita (3Al O .2SiO ) son utilizados en aplicaciones 2 3 2tecnológicas de catálisis, filtración y aislamiento térmico, en las cuales es de gran interés labúsqueda de mejoras en las propiedades termomecánicas y el diseño microestructural de losmismos. La mullita presenta excelentes propiedades termomecánicas y es ampliamentedifundida, se obtiene a partir de materias primas fuentes de alúmina y sílice, y puede desarrollarun tipo de microestructura con granos en forma de agujas (mullita secundaria) a temperaturassuperiores a ~1250 °C. Estas agujas, presentan propiedades mejoradas que otras morfologíasdebido a su alta relación de aspecto, mejoran la eficiencia de filtración y refuerzan lamicroestructura [1]. Un aditivo que favorece la formación de este tipo de microestructura es eltrióxido de molibdeno (MoO ), ya que actúa disminuyendo la temperatura de formación de fase 3líquida, y también funciona como plantilla epitaxial de crecimiento [2].El objetivo de este trabajo es profundizar en el estudio y caracterización de materiales de mullitadesarrollados a partir de arcillas caoliníticas puras y alúmina calcinada e incorporar un aditivoformador de agujas. Posteriormente, correlacionar las propiedades de la arcilla con laspropiedades del cerámico obtenido.El método de procesamiento elegido en este trabajo es el método cerámico. Las materias primasutilizadas son dos arcillas caoliníticas patrón, KGa-1 y KGa-2, de alta y baja cristalinidadrespectivamente, alúmina calcinada A16SG y heptamolibdato de amonio tetrahidratado((NH ) Mo O .4H O) como precursor de MoO . La proporción de aditivo seleccionada fue de 7% 4 6 7 24 2 33p/p. Se conformaron probetas prismáticas de 3x3x20 mm mediante prensado uniaxial y setrataron térmicamente a 1500 °C durante 2 hs. Se realizaron ensayos de caracterización depropiedades de los materiales obtenidos. Por un lado, se midió la contracción lineal de losmateriales sinterizados. También fueron determinadas la porosidad y densidad aparentes, con elmétodo de inmersión de Arquímedes, y la distribución de tamaño de poros de las muestras con latécnica de porosimetría por intrusión de mercurio. Por otro lado, un análisis de difracción derayos X (DRX) permitió identificar las fases cristalinas presentes en las muestras sinterizadas ycuantificar las fases por el método de Rietveld. También se evaluó a temperatura ambiente laresistencia mecánica a la flexión en 3 puntos y se observó la microestructura por microscopíaelectrónica de barrido (SEM).Los materiales presentaron porosidades mayores a 40 % en las muestras con aditivo (K1AM yK2AM) y menores a 25 % en muestras sin aditivo (K1A y K2A). En las muestras con aditivo seobservó menor contracción lineal y densidad aparente debido al crecimiento de granos acicularesa diferencia de las muestras sin aditivo en las cuales no se formaron las agujas. Además, por SEMse observaron diferencias morfológicas entre el tipo de agujas formadas en los materiales K1AMy K2AM (Figura 1), probablemente debido a la diferencia de cristalinidad de las arcillas. En cuanto a la distribución de tamaño de poros se tienen poros aparentes por debajo de 1 μm detamaño en todas las muestras. La tendencia del tamaño medio de poro en los materialesestudiados es la siguiente: K2AM > K1AM > K1A > K2A (Figura 1). Lo que demuestra que losmateriales con fase de mullita acicular incrementan la porosidad abierta y el tamaño medio delporo. El análisis de DRX-Rietveld determinó una proporción de mullita entre 93-98 %. Losvalores de resistencia mecánica a la flexión fueron de 55-58 MPa para los materiales sin aditivo yde 36-47 MPa para los materiales con aditivo. Los resultados obtenidos proporcionaninformación útil para establecer estrategias definitivas para el diseño de materiales de mullitaporosa acicular con excelentes prestaciones mecánicas y microestructurales.