Diagrama de fases

Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
Vol 50, 6, 279-290, Noviembre-Diciembre 2011 ISSN 0366-3175. eISSN 2173-0431.
doi: 10.3989/cyv.372011

B O L E T I N D E L A S O C I E DA D E S PA Ñ O L A D E

Cerámica y Vidrio
A

R

T

I

C

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L

O

Los diagramas de equilibrio de fases como una herramienta
para el diseño y comprensión del comportamiento en serviciode los materiales refractarios
A. H. De Aza, P. Pena, A. Caballero y S. De Aza
Instituto de Cerámica y Vidrio (ICV), CSIC. C/ Kelsen 5. 28049 Madrid. España.

La aplicación de los diagramas de equilibrio de fases para diseñar materiales refractarios y también para comprender su
comportamiento en servicio, ha sido, a lo largo del tiempo, un tema de controversia en el campo de la cerámica y delos
refractarios. Sin embargo, en la tecnología refractaria moderna es posible obtener mezclas homogéneas a través de rutas
sofisticadas de procesamiento. Como resultado, las velocidades de reacción son generalmente lo suficientemente altas para
alcanzar el equilibrio o cuasi-equilibrio durante la cocción convencional del material así como en su comportamiento en
servicio. Por lo tanto, hoy endía, los diagramas de equilibrio son válidos no sólo para determinar la tendencia termodinámica
de equilibrio durante la cocción del material refractario, sino también para predecir el estado final de equilibrio y, con una
buena comprensión de las relaciones de equilibrio, también es posible conocer el camino a través del cual el sistema refractario
evoluciona hacia el estado final durante suaplicación. En consecuencia, los diagramas de equilibrio son una potente
herramienta para el diseño de nuevos materiales refractarios, así como para una mejor comprensión de su comportamiento
en servicio en condiciones de alta temperatura y agentes corrosivos. En el presente trabajo se pretende mostrar, a través
de algunos ejemplos pertinentes, cómo el proceso de fabricación de algunosmateriales refractarios tradicionales puede ser
explicado y también cómo es posible mejorar y / o diseñar nuevos materiales refractarios mediante el uso de los diagramas
de equilibrio de fases apropiados.
El presente trabajo recopila y revisa la última conferencia plenaria impartida por el Profesor Salvador De Aza sobre el tema.
Palabras claves: Diagramas de equilibrio de fases, refractarios, sistemas:SiO2-CaO; SiO2-MgO; SiO2-CaO-Al2O3; MgO-CaO-SiO2-ZrO2
y Al2O3-MgO-CaO.
The phase equilibrium diagrams as a tool for the design and use of refractories
Refractories are complex materials used at high temperature, in severely corrosive atmospheres and in contact with
aggressive liquids. The high temperatures imply that such systems tend to equilibrium and this is frequently attained duringservice; at least local equilibrium is achieved. This allows the basic principles of phase diagrams to be used in this technology.
Traditionally, refractories have been designed to be close to equilibrium so that in-service changes were restricted. Currently,
additions of raw materials are often made that will react in use, in a controlled manner, to give favorable effects under
the serviceconditions. Equilibrium diagrams are valid not only for determining the thermodynamic tendency but also for
predicting the final equilibrium state and to know the way through which the material moves into the final state. In this
context equilibrium diagrams become a powerful tool for a better understanding of the behavior of refractrories during
service. After a general consideration on theimportance of phase equilibrium diagrams in this field, criteria for using
equilibrium diagrams, as a tool for improving traditional refractories and/or designing advanced or new refractories, will
be given. Pertinent examples in different systems will be discussed.
This paper compiles and reviews the last plenary lecture given by Professor Salvador De Aza on the subject.
Keywords: Phase equilibrium...