FASES CRISTALINAS DURANTE LA PRODUCCIÓN DE MULLITA A PARTIR DE CAOLÍN, ALÚMINA Y ÓXIDO DE MOLIBDENO

PAULA VIRGINIA LOPEZ; HERNÁNDEZ, MARÍA FLORENCIA; RICHARD, DIEGO; NICOLAS RENDTORFF

MAR DEL PLATA

Congreso; XVIII Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2023

Las arcillas caoliníticas son utilizadas como materia prima en gran variedad de aplicaciones industriales tales como cerámica, refractarios, cemento, papel, plástico y cosmética, entre otras [1]. La fase más abundante de las arcillas caoliníticas es la caolinita (Al2O3.2SiO2.2H2O) y en general se encuentra acompañada de cuarzo. En muchas de estas aplicaciones se utilizan tratamientos térmicos que producen transformaciones térmicas de sus componentes. Entre 500 y 600°C se produce la transición de caolinita a metacaolinita (Al2O3.2SiO2) con deshidroxilación de la caolinita. La fase mullita (3Al2O3.2SiO2) comienza a formarse a partir de aproximadamente 980°C, esta es una fase cerámica muy importante en muchas aplicaciones tecnológicas y de alta temperatura debido a sus buenas propiedades como refractariedad, comportamiento mecánico e inercia química [2]. En particular, los cerámicos porosos a base de mullita se utilizan ampliamente tanto en aplicaciones de filtrado como de aislamiento [3]. Con la incorporación de un aditivo sólido como el MoO3 se puede desarrollar una microestructura con granos de mullita en forma de aguja que podrían actuar como refuerzo y presentar un mejor comportamiento mecánico. Es interesante estudiar las transformaciones que ocurren en estos materiales para poder entender la evolución térmica y microestructural. En el presente trabajo se estudió la evolución de la proporción de fases desarrolladas durante el tratamiento térmico de cerámicos porosos de mullita a partir de un caolín nacional e industrial y alúmina calcinada (muestra M0). Además, se utilizó un aditivo precursor de MoO3 en una proporción de 7% p/p para favorecer el crecimiento de granos aciculares (muestra M7) [4]. El método de procesamiento utilizado es el método cerámico para lo cual se realizó el mezclado y tamizado de las materias primas en polvo y se conformaron probetas mediante prensado uniaxial. El tratamiento térmico se realizó entre 300 y 1200°C seguido de un enfriamiento rápido al aire (quenching). Para esto, se utilizó un horno eléctrico con un programa de alentamiento hasta 1200°C y una velocidad de calentamiento de 5°C/min. Se determinaron y refinaron las fases presentes de las muestras obtenidas (previamente molidas) y se realizó la cuantificación de las mismas mediante el método de Rietveld, para lo cual se utilizó la técnica de difracción de rayos X de polvo (DRX). Además, los resultados fueron comparados con: la pérdida por calcinación durante el tratamiento térmico y la evolución microestructural realizada mediante microscopía electrónica de barrido (MEB). También se analizaron los materiales de partida y los materiales calcinados a 1500°C, temperatura a la cual se desarrolla óptimamente la mullita acicular [5].Los resultados obtenidos permiten describir la termoquímica de los procesos de las mezclas complejas durante el procesamiento de estos materiales de interés tecnológico.