Corrosión estática sobre cerámicos densos de zircón por vidrio borosilicato

• Autores: Gauna, Matías Roberto; Suárez, Gustavo; Conconi, María Susana; Aglietti, Esteban Fausto; Pena, Pilar; Baudín, Carmen; Rendtorff Birrer, Nicolás Maximiliano
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Química; molienda de alta energía; cerámicos; Corrosión; SEM
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

La corrosión de los materiales refractarios por escorias y vidrios es un tema complejo debido al ataque químico, termomecánico y desgaste tribológico que pueden influir durante el servicio de dichos materiales. Por otro lado, durante el ataque, los procesos físicos y químicos que suceden, no son uniformes por tratarse de materiales y medios corrosivos heterogéneos [1]. Por ello, tanto los fabricantes como los consumidores de refractarios deben mantener un seguimiento exhaustivo de este tipo de procesos. Es bien sabido que los refractarios de zircón (ZrSiO4) presentan una elevada resistencia al ataque por vidrios fundidos, incluso los de elevado contenido de boro, como los vidrios boro silicato. Se llevó adelante un estudio comparativo de corrosión estático de cerámicos densos de zircón (Porosidad menor a 10%) por vidrio boro-silicato tipo Pyrex. Se comparó un material preparado a partir de zircón comercial (Z0) y un material de zircón molido durante 60 minutos (Z60) conformados por prensado isostático ambos sinterizados a 1500 °C [2]. La única diferencia entre los cerámicos de zircón estudiados consiste en un pre-tratamiento mecánico en molino de alta energía. Con el objeto de ilustrar el comportamiento se empleó un cerámico de alúmina densa de similar porosidad como estándar comparativo. El material corrosivo fue vidrio Pyrex comercial molido a malla 100 prensado en forma de cilindros de 10 mm de diámetro y 5 mm de altura. Los cilindros fueron ubicados en la parte superior de probetas cerámicas con forma de discos de 18 mm de diámetro. Los tratamientos térmicos llevados adelante fueron de 10, 48 y 100 horas en horno eléctrico a 1350 °C. Previamente se corroboró la fusibilidad del vidrio mediante la microscopía térmica de calentamiento. La temperatura seleccionada supera por más de 200 °C la temperatura de transformación vítrea del vidrio. Luego mediante la observación microscópica (SEM-EDAX) de las probetas resultantes se evalúo la interacción vidrio-refractario. Las superficies evaluadas fueron cortes transversales seccionados con disco de diamante y pulidos mediante pastas diamantadas de hasta 1 μm. La corrosión y penetración del vidrio es proporcional al tiempo de tratamiento. Mientras que la interacción vidrio-cerámico fue importante en el cerámico de alúmina, fue incipiente con los cerámicos de zircón. Cabe destacar que la interacción observada en los cerámicos de zircón no presentó grandes diferencias en función de las diferencias microestructurales estudiadas. Mediante el análisis espectroscopía de rayos X se pudo determinar la penetración del vidrio en la microestructura de la alúmina. En base los resultados obtenidos se corroboró la elevada resistencia de lo cerámicos de zircón. En un próximo estudio se abordaran solicitaciones de mayor severidad con el objeto de determinar mecanismo de deterioro y estrategias de diseño de este tipo de materiales.
Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica