CARACTERIZACION DE ARENAS DE CIRCON EMPLEADAS EN LA INDUSTRIA CERAMICA

P.C.RIVAS; A.F. PASQUEVICH; L. C. DAMONTE

Congreso; XI Congreso Internacional de Cerámica, Vidrio y Refractarios; 2013

CARACTERIZACION DE ARENAS DE CIRCON EMPLEADAS EN LA INDUSTRIA CERAMICA Patricia C. Rivas1, Alberto F. Pasquevich2, Laura C. Damonte3 1Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Universidad Nacional de La Plata, IFLP-CCT-CONICET, CONICET, 1900 La Plata, Argentina. 2Departamento de Física, IFLP-CCT-CONICET, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, CICPBA, Argentina 3Departamento de Física, IFLP-CCT-CONICET, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, Argentina. El circón (ZrSiO4), como cerámico y material refractario, es ampliamente usado en la industria del vidrio y de la fundición. Los tanques, moldes o piezas estructurales de las líneas de producción de materiales fundidos a altas temperaturas son hechos con circón en virtud de sus excelentes propiedades termo-físicas tales como pequeño coeficiente de dilatación térmico, baja conductividad eléctrica y térmica tanto como buena resistencia a la corrosión. Por otra parte, en la industria cerámica, las arenas molidas de circón se usan con frecuencia debido a que el óxido de circonio, que se produce luego de los tratamientos térmicos en la línea de producción, es el agente opalescente que se emplea para porcelanatos, recubrimientos sanitarios, tejas y azulejos. Las arenas naturales de circón son la mayor fuente de minerales de circonio con aplicaciones industriales. Los circones procedentes de Australia, Sudáfrica, India y Estados Unidos de Norte América constituyen el 80% de la producción mundial de circón comercial. Las arenas naturales son circones metamícticos con redes cristalinas dañadas debido a los defectos producidos por las radiaciones provenientes de las impurezas radioactivas, a lo largo de millones de años. El estado metamíctico puede ser descripto como una mezcla de dominios cristalinos y amorfos dependiendo principalmente de la dosis de radiación. Los dominios cristalinos están relativamente bien caracterizados por microscopía electrónica, difracción de rayos x y de neutrones, mientras que la estructura de los dominios dañados por la irradiación no es bien conocida debido a la aperiodicidad del sistema. En el presente trabajo se usan las técnicas de Difracción de Rayos X (XRD), Aniquilación de Positrones (PAS) y Correlaciones Angulares Perturbadas (PAC) para analizar las nanoconfiguraciones atómicas y de defectos en arenas naturales de circón como en los polvos de uso industrial que se obtienen por molienda de las mismas. El estudio abarca el análisis comparativo de arenas de diferente procedencia (Estados Unidos, Australia y Sudáfrica) con el fin de caracterizar la clase y extensión de las regiones que constituyen el estado metamíctico y las modificaciones que ocurren en ellas como consecuencia del procesamiento industrial de molienda y tratamiento térmico en la línea de producción. Los resultados obtenidos con técnicas de corto alcance PAC, alcance medio PAS y largo alcance XRD en zircones naturales de diferentes procedencias, han permitido establecer que el estado metamíctico del zircón es una dispersión de partículas submicrónicas en una matriz cristalina de zircón.