vitroceramico

CAPITULO 1
DESARROLLO DE MATERIALES VITROCERAMICOS DE ELEVADA DUREZA
Resumen
Las vitroceramicas son uno de los materiales cerámicos mas sofisticados, pues combinan la naturaleza de los cerámicos cristalinos y los vidrios. El resultado es un producto con unas características especialmente atractivas. Las vitroceramicas comienzan por obtenerse como un producto común de vidrio .La importanciae interés científico y tecnológico que los materiales vitrocerámicos están adquiriendo en los últimos años, viene avalada por el gran incremento, a nivel mundial, del volumen de trabajos de investigación y de número de patentes registradas. Las aplicaciones tecnológicas de estos materiales, formulados a partir de materias primas puras (o de síntesis) y/o de materias primas naturales (rocas yminerales), abarcan múltiples campos: desde la medicina, óptica, electrónica, usos domésticos, etc. hasta su utilización como materiales de construcción, revestimientos y pavimentaciones en industrias y, como matrices vitrocerámicas para el aislamiento de residuos radiactivos e industriales por sus bajas velocidades de lixiviación y su alta estabilidad química, se presenta una revisión sobre losconceptos de materiales y procesos de obtención vitrocerámicos, sus propiedades y aplicaciones, aportando criterios más objetivos para su clasificación. Asimismo, se resume cual es el estado actual de la investigación, principalmente referida a las amplias posibilidades que tiene el proceso vitrocerámico para la obtención de materiales de uso tradicional y, lo que es más importante y novedoso, como unavía alternativa para el reciclado de residuos industriales.
En el presente trabajo se ha estudiado la influencia de diferentes concentraciones de Nb2O5 en el sistema vitrocerámico CaO·Al2O3·SiO2, en la región de estabilidad de la fase cristalina anortita (CaAl2Si2O8). Para la obtención de las correspondientes fritas (Composición de arena y sosa para fabricar vidrio), las materias primasutilizadas han sido homogeneizadas y fundidas en un crisol de platino a 1550º C durante 2 horas y enfriadas en agua desionizada . Dichas fritas han sido molturadas (moler, quebrantar) y conformadas en probetas cilíndricas, las cuales han sido tratadas térmicamente a la temperatura de 960° C durante 1 hora.
Los resultados de difracción de rayos X de las muestras ya tratadas térmicamente han mostrado quela adición de Nb2O5 ha provocado cambios en las características de las fases cristalinas con respecto a la composición CaO·Al2O3·SiO2. Con la adición de Nb2O5 (Nb2O5: Pentóxido de diNiobio), se ha producido una disminución de la concentración de fase anortita, dando lugar a la formación de las fases cristalinas
CaNb2O6 (Fersmita ) y cuarzo (α-SiO2). También se ha producido una drástica alteraciónmicroestructural, la cual ha pasado a presentar granos con morfología mas alargada en relación a la composición base. Esta característica ha sido más pronunciada al aumentar la cantidad de Nb2O5 en la composición. El análisis del “mapping” ha mostrado que el Nb2O5 está homogéneamente distribuido en la microestructura, así como los elementos Al y Si. Una de las características de mayor importanciaen el desarrollo de vidriados vitrocerámicos es su dureza. Con relación a esta propiedad, la adición de Nb2O5 ha mostrado ser altamente eficaz en el aumento de la dureza, ya que ésta pasó de valores de 450 kgf/mm2 en la composición base (sin Nb2O5), a valores de 474 kgf/mm2 en la composición con 5% Nb2O5 y 664 kgf/mm2 en la composición con 10% Nb2O5, estando directamente relacionada con laformación de la fase fersmita y precipitación de cuarzo en la microestrutura.
INTRODUCCION
La nucleación y cristalización pueden definirse como los procesos térmicos y cinéticos en virtud de los cuales, a partir de una fase estructuralmente desordenada, se forma una fase sólida estable con una ordenación geométrica regular. Este proceso de ordenación, es consecuencia de una disminución de la energía...