INVESTIGADORES
RENDTORFF BIRRER Nicolas Maximiliano
congresos y reuniones científicas
Título:
Sinterización y propiedades de materiales pertenecientes al sistema Al2O3-B2O3
Autor/es:
A.F.RESI; M.F. HERNANDEZ; M. CIPOLLONE; G.SUAREZ; E. AGLIETTI; N. RENDTORFF
Lugar:
Santa Fe
Reunión:
Congreso; 14º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET y XIII Simposio Materia; 2014
Institución organizadora:
SAM
Resumen:
Sinterización y propiedades de materiales pertenecientes al sistema Al2O3-B2O3
A.F. Resiabc*, M.F. Hernándezac, M.E. Cipollonebc, G. Suárezab, E.F Agliettiab, N.M.Rendtorffab*
a. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica CETMIC (CIC-CONICET) Cno Centenario y 506 Gonnet, La Plata (1897), Argentina.
b. Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas UNLP,47 y 115 La Plata (1900) Argentina.
c. Química Analítica, Y-TEC SA. Ensenada, Argentina.
*antonellaresi@gmail.com; rendtorff@cetmic.unlp.edu.ar
A B S T R A C T Alumina based ceramics (Al2O3) are widely used in a sort of structural applications, where high mechanical properties at elevated temperatures are necessary as well as chemical stability and adequate erosion resistance. Alumina ceramics present a relatively low cost and can be manufactured by several traditional routes as uniaxial pressing, slip casting or injection. The high melting point of these materials makes them difficult to sinter by direct heating. Dense alumina compacts can be done by different known techniques as for example, the addition of sintering additives. They can react with alumina or form a secondary liquid phase which can fill the porosity enhancing the densification during the heating process.
The present work study the sinterability and different alumina phases formation by the addition of a secondary phase of B2O3 as a sintering additive in the addition range of 0 to 6 wt % using Boric acid as the boron source, samples were uniaxially pressed and sintered between 1300° and 1600°C.
The X-Ray diffraction (XRD) study showed only alumina phases with no trace of boron content in a crystalline phase assuming that the Boron Oxide is forming part of the glassy phase. The results showed that the Boric acid is a suitable fluxing agent.
The resulting ceramics were observed by Scanning Electron Microscopy (SEM) where the existence of porosity is shown produced because of the processing route. Also micro porosity is observed due to completed sintering process. This porosity it is expected to be minimized with the increment of the final temperature. The optimum sintering conditions were found with the addition of 1, 5wt% of H3BO3 at a temperature of 1600°C.
Keywords: Ceramics, Alumina, Sintering additives, BoricAcid
R E S U M E N Los cerámicos de alúmina (Al2O3) son utilizados en las más diversas aplicaciones estructurales, donde sean necesarias buenas propiedades mecánicas incluso a elevadas temperaturas junto con buena resistencia química y adecuadas resistencias a la erosión. Los cerámicos de alúmina presentan un costo relativamente bajo y pueden ser fabricados por diversas vías tradicionales como el prensado, el colado o la inyección. El elevado punto de fusión del oxido de aluminio dificulta su sinterización. Las estrategias para preparar piezas densas de alúminas son de las más diversas dentro de las cuales se encuentra la incorporación de aditivos de sinterización, pudiendo estos reaccionar con la alúmina o simplemente formar una fase líquida lo suficientemente fluida como para eliminar la porosidad de los compactos durante el tratamiento térmico principal. En el presente trabajo se estudia la sinterabilidad y la formación de fases de alúmina con adición de B2O3 como aditivo de sinterización en un rango de adición entre el 0 y el 6% en peso, incorporado en forma de ácido bórico en piezas prensadas uniaxilamente y sinterizadas entre 1300° y 1600°. El estudio por difracción de Rayos X muestra solo fases de alúmina infiriendo que todo el Boro incorporado pasa a fase vítrea demostrando que el Boro en forma de ácido Bórico es un buen fundente formador de vidrio. El análisis micro estructural con microscopio electrónico de barrido (MEB) de los cerámicos resultantes demostró la existencia de macro poros de empaquetamiento (debido al método de conformado) y micro poros propios del proceso incompleto de sinterización y que los mismos se van minimizando con el aumento de la temperatura. Las condiciones óptimas de sinterización encontradas fueron: 1,5% p/p H3BO3 a una temperatura de 1600°C.