6
305-312
P. Ortega, M. J. Velasco, V. Muñoz, A. G. Tomba Martínez, P. Pena
Los refractarios de Al2O3-MgO-C, de gran interés tecnológico por sus excelentes propiedades, se utilizan mayoritariamente en las industrias del hierro y el acero. Estos materiales están constituidos por distintas calidades de corindón, periclasa y grafito a los que se añaden pequeñas cantidades de metales y un polímero que actúa como ligante.
En este trabajo establece una metodología para la caracterización química y mineralógica de refractarios de Al2O3-MgO-C. Los resultados del análisis químico realizado por fluorescencia de rayos X, espectroscopia de emisión de plasma y gravimetría, junto con la información cualitativa acerca de las fases cristalinas (obtenida por difracción de rayos X), y el conocimiento de las materias primas con las que están formulados (obtenido por análisis térmico diferencial y termogravimétrico y microscopia óptica de luz reflejada), se han utilizado para conocer la composición de los refractarios. Los datos obtenidos por las diferentes técnicas dan validez a la metodología desarrollada.
Palabras clave:refractarios Al2O3-MgO-C, microscopia óptica, difracción de rayos X, fluorescencia de Rayos X, espectroscopia de emisión de plasma.
Chemical analysis of Al2O3-MgO-C refractories
The Al2O3-MgO-C refractories, of great technological interest for its excellent properties, are used in a wide range of furnace-lining applications such as iron and steel. These materials are composed of various grades of alumina, magnesia, graphite and metallic additives, which are added to a resin that acts as binder. The variety of components oxides, metals and polymers makes the study of these refractories a complex task. Considering this diversity to characterize these materials has been used several techniques: X-ray fluorescence, plasma emission spectroscopy and gravimetry, complemented by X-ray diffraction, differential thermal analysis and thermogravimetry and reflected light optical microscopy.
This paper provides a methodology for chemical and mineralogical characterization of these refractory materials. The results of chemical analysis together with the qualitative information on the crystalline phases and the raw materials with which they are formulated have been used to quantify the composition of the refractories using rational analysis. The data obtained by the different techniques validate the methodology developed.
Key words:
Al2O3-MgO-C refractories, optical microscopy, X-ray diffraction , X-ray fluorescence, plasma emission spectroscopy.
313-320
Nacarino Meneses, C., Cambra-Moo, O., Rodríguez Barbero, M.A., González Martín, A.
El estudio en profundidad del hueso humano arqueológico puede aportar información relevante a la ciencia de los biomateriales, al informar sobre la evolución del proceso de implante de biovidrios o biocerámicas reabsorbibles. En este trabajo, se propone una aproximación, mediante diferentes técnicas de microscopía, espectroscopía y difracción de rayos X, a la variabilidad histológica y mineral del tejido óseo en el transcurso de la ontogenia y así, poder realizar una extrapolación que permita comprender mejor el implante de materiales biodegradables. Respecto a la variabilidad histológica, se han observado diferentes tipos de tejidos en la cortical del hueso en las distintas edades, siendo el hueso fibrolaminar principal en etapas tempranas de la vida, y el hueso secundario o haversiano en etapas adultas. Los análisis de espectroscopía Raman e infrarroja indican un aumento en la cristalinidad de la parte inorgánica del hueso a lo largo del ciclo vital. Por último, el estudio del tejido óseo mediante difracción de rayos X muestra la presencia de β-fosfato de calcio e hidroxiapatito como componentes minerales principales del hueso.
Palabras clave:biomaterial, hueso, hidroxiapatita, Raman, IR, Difracción de rayos X
Contributions of human paleohistology to the study of biomaterials
The deep study of archaeological human bone could provide relevant information to biomaterials science, as it could tell how the implant process of bioglasses and bioresorbable ceramics is. In this paper, we propose to study, by means of different microscopic, spectroscopic, and X-ray diffraction techniques, the histological and mineral bone variability throughout ontogeny. Extrapolating this data, we could have a better knowledge of biodegradable materials implant. In different ages, we could notice different tissues in cortical bone: fibrolamellar bone is characteristic of early stages of life while secondary or harvesian bone is in adult individuals. Raman and infrared spectroscopy suggest an increase of critallinity in the inorganic matrix during live. Finally, the X-ray diffraction study of bone tissue shows β-calcium phosphate and hydroxyapatite as the main mineral bone components.
Key words:
biomaterial, bone, hydroxyapatite, Raman, IR, X-ray diffraction.
321-328
V. Sanfelix, A. López-Lilao, J. García-Ten, S. Pallares, E. Monfort
Tras la entrada en vigor de la Directiva de Prevención y Control Integrados de la Contaminación (Directiva IPPC) las actividades afectadas por la misma, incluidas las del sector cerámico, se han visto obligadas a controlar la emisión de partículas difusas mediante la implantación de medidas correctoras, que en muchos casos suponen un impacto económico significativo. En los casos más exigentes, las Autorizaciones Ambientales Integradas (AAIs) otorgadas a empresas del sector cerámico requieren el cerramiento total de las operaciones de gestión de materias primas.
En el presente trabajo se evalúa la viabilidad técnica, económica y ambiental de la implantación de un sistema de cerramiento o confinamiento total como medida de reducción de emisiones difusas al considerarse una de las Mejores Técnicas Disponibles (MTDs). El estudio se ha realizado sobre una instalación de fabricación de gránulo atomizado considerando las operaciones de recepción, gestión y almacenamiento de materias primas.
Palabras clave:emisiones difusas de partículas, PST, PM10, Mejores Técnicas Disponibles, sistema de cerramiento.
Feasibility of the implementation of total enclosure systems to reduce fugitive particle emissions
Following the entry into force of the IPPC directive, the activities that it affects, which include the ceramic sector, have needed to control fugitive particle emissions by implementing corrective measures that often entail significant economic costs. In the most demanding cases, the Integrated Environmental Authorisations (IEA) awarded to companies in the ceramic industry require total enclosure of the raw materials handling operations.
This paper evaluates the technical, economic, and environmental feasibility of the implementation of a total enclosure or containment system as a way of reducing fugitive particle emissions, as this is considered one of the Best Available Techniques (BAT). The study was carried out on the raw materials reception, handling, and storage operations at a ceramic company that manufactures spray-dried powder granules.
Key words:
fugitive particle emissions, TSP, PM10, Best Available Techniques, enclosure systems.
329-336
J. Guillen A. S. Bribiesca V. y R. Escudero G.
El caolín del depósito de “Los Azufres” del municipio de Zinapécuaro, estado de Michoacán, México, fue caracterizado y evaluado para su posible utilización industrial. Se estudió la fracción menor a 45 µm., por fluorescencia de rayos (FRX), difracción de rayos (DRX) y espectroscopía infrarroja (IR). Mostrando un alto contenido en sílice (70%), asociada a las fases presentes en el mineral; cristobalita, tridimita y cuarzo seguidos de la caolinita con pequeñas cantidades de alunita. La distribución, morfología y el área superficial de las partículas fueron obtenidas por difracción de rayo láser, microscopía electrónica de barrido (MEB) y por la técnica BET. Se realizó una caracterización térmica mediante análisis: térmico diferencial (ATD), térmico gravimétrico (ATG) y dilatométrico; revelando una fuerte expansión térmica del mineral desde temperatura ambiente hasta los 300 °C, seguido de una abrupta contracción entre 580°C y hasta 920°, relacionados con las transformaciones de fase de los polimorfos de la sílice, la deshidroxilación tanto de la alunita como de la caolinita y la desulfatación de la alunita. Las propiedades físicas tales como el color del mineral, grado de blancura, plasticidad, contracción lineal y densidad también fueron determinadas. Indicando que este mineral es recomendable para la industria del cemento y del plástico.
Palabras clave:caolín, recursos minerales, caracterización, mineral industrial.
Characterization and Evaluation of a kaolin deposit located in “Los Azufres” Michoacan, Mexico, for Industrial Use
In this work a kaolin ore from the region of “Los Azufres”, state of Michoacan, Mexico, was characterized and evaluated in order to assess its use in the industry. A powder fraction less than 45 μm were studied by X-ray fluorescence (XRF), x-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (IR). The results showed high silica content of ~ 70%, associated with minerals such as cristobalite, tridymite and quartz followed by kaolinite and a small amount of alunite. The distribution, morphology and surface area of the particles were obtained by Laser Diffraction, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Brunauer Emmett Teller technique (BET). Thermal characterization was performed by differential thermal analysis (DTA), thermal gravimetric analysis (TGA) and dilatometric analysis. The thermal characterization results displayed a strong mineral thermal expansion from room temperature to 300 ° C, followed by an abrupt contraction a temperatures between 580 ° C to 920 °. This could be associated with phase transformations of the polymorphs of silica, the dehydroxylation of the alunite and kaolinite and the desulfatation of alunite. The physical properties such as mineral color, degree of whiteness, plasticity, linear shrinkage and density were also determined. Finally whit the results obtained in this work, it can be concluded that the investigated ore is highly recommended for the cement industry and plastic.
Key words:
kaolin, characterization, mineral resources, industrial mineral.
337-342
M. Diafi, M. Omari
Se prepararon diferentes óxidos tipo perovskita con formulación La1 –x Cax Al O3 (0 ≤ x ≤ 0.6) mediante método de coprecipitación empleando sales nitrato como precursores catiónicos y NaOH como agente precipitante. Los resultados de análisis térmico diferencial (DTA) y análisis termogravimétrico (TGA) indican que la descomposición del precursor del óxido comienza a ~ 800°C. Los patrones de difracción de rayos-X de polvo (XRD) confirman la formación de la fase perovskita. Los aluminatos de lantano, tanto dopado como no dopado, muestran dos modos vibracionales activos a 450 y 670 cm-1 que se asignan a octahedros AlO6 de la matriz del óxido. La microestructura y morfología de los compuestos muestran que las partículas son de forma próxima a la esférica y aparecen en forma de aglomerados. Las medidas electroquímicas indican que actividad catalítica se ven fuertemente influenciadas por el dopaje con lantano. La mayor actividad del electrodo se alcanza con altos contenidos de calcio.
Palabras clave: óxido perovskítico, coprecipitación química, difracción de polvo, propiedades electroquímicas.
Synthesis and properties of La1-x Cax Al O3
La1 –x Cax Al O3 (0 ≤ x ≤ 0.6) perovskite-type oxides were prepared by co-precipitation method using metal nitrate salts as cation precursors and NaOH solution as the precipitating agent. Differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetric analysis (TGA) results indicate that decomposition of the precursor to the oxide begins at ~ 800°C. Powder X-ray diffraction (XRD) patterns confirm the formation of the perovskite phase. Both undoped and doped lanthanum aluminates show two IR active vibrational modes at 450 and 670 cm−1 which are assigned to AlO6 octahedra of the oxide matrix. The microstructure and morphology of the compounds show that the particles are nearly spherical in shape and are agglomerated. Electrochemical measurements indicate that the catalytic activity is strongly influenced by lanthanum doping. The highest electrode performance is achieved with large calcium content.
Key words:
perovskite oxide, chemical co-precipitation, powder diffraction, electrochemical properties
343-352
C. Gargori, R. Galindo, S. Cerro, M. Llusar, A. García, J. Badenes, G. Monrós.
En el trabajo se presenta la utilización de una ruta de descomposición metal-orgánica MOD (Metal Organic Decomposition), basada en la formación de quelatos por adición de un ácido policarboxílico (oxálico y cítrico) a una disolución de sales metálicas (usualmente nitratos), en la síntesis de pigmentos cerámicos de perovskita CaTiO3 dopada con cromo y vanadio. La síntesis MOD permite el desarrollo de tintas cerámicas tipo emulsión a partir de los materiales crudos, de tintas tipo dispersión con los materiales carbonizados nanoestructurados en DEG, así como pigmentos estables en vidriados cuando los tamaños de partícula presentan tamaños y grados de cristalización suficientes. En la perovskita de CaTiO3 modificada con un 20% de vanadio en la posición del Ti, las tintas con materiales carbonizados dispersados rinden coloraciones naranja adecuadas y la calcinación a 1000ºC produce pigmentos naranja estables frente a los vidriados. Las muestras con acomplejación molar 1,5 con policarboxilatos destacan por sus capacidades pigmentantes. En el caso de la perovskita de CaTiO3 modificada con un 1% de cromo en la posición del Ti, se obtienen tintas por dispersión de los materiales carbonizados que producen coloraciones rosa adecuados, los materiales carbonizados a 500ºC presentan la cristalización de calcita con picos intensos en oxalatos y materiales amorfos con cítrico, por lo que presentan baja capacidad pigmentante en vidriados. La calcinación a 1000ºC produce rosas estables frente a los vidriados. Las muestras con acomplejación molar 0,25 con policarboxilatos destacan por su capacidad pigmentante.
Palabras clave:Pigmento cerámico, perovskita, tinta cerámica, descomposición metalorgánica.
Ceramic pigments based on chromium and vanadium doped CaTiO3 perovskite obtained by Metal Organic Decomposition (MOD).
The Metal Organic Decomposition (MOD) route based on the chelation of a solution of metallic salts (usually nitrates) by policarboxylic acid (oxalic and citric), applied to the synthesis of ceramic pigments based on chromium and vanadium doped CaTiO3 perovskite, is presented in this paper. MOD synthesis allows preparing ceramic inks using the raw emulsioned materials directly or the nanostructured charried powders at 500ºC dispersed in DEG, and also stable ceramic pigments in glazes when the particle size and crystallization are sufficiently. In the CaTiO3 perovskite 20% molar modified with vanadium in the Ti position, ceramic inks using charried powders produce adequate orange shades and the fired powders at 1000ºC produce adequate orange colours in glazes. Samples of 1.5 molar addition of policarboxylic acids show the best pigmenting properties. In the case of CaTiO3 perovskite 1% molar modified with chromium in the Ti position, ceramic inks using charried powders produce adequate pink shades and the fired powders at 1000ºC produce adequate pink colours in glazes. Samples of 0.25 molar addition of policarboxylic acids show the best pigmenting properties.
Key words:
ceramic pigment, perovskite, ceramic ink, metal organic decomposition.
353-358
F. A. Londono, J. A. Eiras And D. Garcia
Las cerámicas basadas en PbTiO3 con adición de La, (PLT) han sido ampliamente estudiadas debido a sus aplicaciones piro y piezoeléctricas. Por otra parte, el procesamiento de PLT para optimizar su transparencia y sus propiedades electro-ópticas no ha sido estudiado com el mismo detalle. En el presente trabajo, se han preparado cerámicas ferroeléctricas de (Pb1-xLax)TiO3 (PLT) con 0.18 ≤ x ≤ 0.23, mediante síntesis en estado sólido y prensado uniaxial en caliente por 3 h a una temperatura de 1220o C, y una presión de ~6,0 MPa. En todas lãs composiciones se han observado una alta densidad, baja transparencia y conducción eléctrica elevada. Mediante adecuados tratamientos posteriores en atmósfera de O2 se há mejorado la calidad eléctrica y óptica de dichas cerámicas. La microestructura es homogénea, la transmitancia en las regiones visible e infrarroja crece y la conductividad DC disminuye. Estas características han permitido medir el coeficiente electro-óptico en muestras del sistema (Pb,La)TiO3.
Palabras clave:Cerámicas ferroeléctricas, efecto electro óptico, Prensado a caliente, transparencia.
Optical and electro-optical characteristics of hot-pressing (Pb1-xLax)TiO3 ferroelectric ceramics
La-modified PbTiO3-based ceramics (PLT) are the subject of many studies in term of piezoelectric and pyroelectric applications, but the processing of PLT to optimize their transparency and electro-optical properties has not been studied in detail. Ferroelectric (Pb1-xLax)TiO3 (PLT) ceramics, with 0.18 ≤ x ≤ 0.23, were produced by a solid state reaction and uniaxially hot pressing for 3h at a temperature of 1220o C, and a pressure of ~6,0 MPa. High density, translucent reddish color and high dc conductivity were observed for all compositions. Nevertheless appropriate thermal treatments in an O2 atmosphere, after hot pressing, led to ceramics with good properties for dielectric, optical and electro-optical studies. The heat-treated samples revealed a homogeneous microstructure, absence of second phases, increased of the transmittance in the visible and infrared range and reduced dc conductivity. These features allowed the electro-optical coefficient of the (Pb,La)TiO3 system to be calculated.
Key words:
Ferroelectric ceramics, electro-optics, hot-pressing, transparency.
5
249-254
A. Jacas, P. Ortega, M.J. Velasco, M.A.Camblor, M.A. Rodríguez
En este trabajo se evalúa de forma preliminar la efectividad del empleo de materiales basados en zeolita LTA, como fase activa para su incorporación en sistemas orientados a la eliminación de metales pesados presentes en aguas residuales. Este tipo de zeolitas con el canal principal de un diámetro mínimo libre de 0,41 nm y una baja relación SiO2/Al2O3 se presenta como un tamiz molecular interesante, que a su vez manifiesta una gran capacidad de intercambio iónico. Partiendo de este punto de vista, cristales de zeolita LTA fueron obtenidos “in situ” por síntesis hidrotermal y caracterizados por difracción de rayos X (DRX), y microscopia electrónica de barrido (MEB). Se ha estudiado el efecto del tiempo de tratamiento hidrotermal a 378 K. Asimismo, la capacidad de eliminación de metales pesados de la fase activa de los sistemas obtenidos fue evaluada en una primera etapa en soluciones diluidas de sales de cobre a pH ácido (~ 4,7).
Palabras clave:Zeolita, membrana, síntesis hidrotermal, remoción, metales pesados, intercambio iónico.
Synthesis of LTA zeolite on corundum supports: Preliminary assessment for heavy metal removal from waste water
The effectiveness of materials based on LTA Zeolite as active phase, for their incorporation into systems aimed at the removal of heavy metals on waste water is evaluated in a preliminary way. This type of Zeolite with the main channel of a minimum free diameter of 0,41 nm and a low SiO2/Al2O3 ratio is an interesting molecular sieve, which in turn display a high ion exchange capacity. From this point of view, LTA Zeolite crystals were obtained “in situ” by hydrothermal synthesis and characterized by x ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). We have studied the effect of hydrothermal synthesis time at 378 K. Likewise, the removal capacity of heavy metal from the active phase was evaluated in as a first step on diluted solutions of cooper salts at slightly acidic pH (~ 4,7).
Key words:
Zeolite, membrane, hydrothermal synthesis, removal, heavy metals, ionic exchange.
255-260
I. Barroso, I. Mena, L.S Gomez, O. Milosevic, M.E. Rabanal
Mediante el método de Spray Pirólisis (SP) operando a 700ºC y en atmósfera de aire seco, se obtuvieron partículas nanoestructuradas de composición Gd2-xEuxO3 (x= 0.05, 0.10 y 0.30) partiendo de las respectivas disoluciones acuosas de nitratos (0.1M). En el presente trabajo, se estudiaron tres muestras con distinta concentración de europio correspondiente al 1, 2 y 6% atómico. Posteriormente, las partículas nanoestructuradas obtenidas se sometieron a distintos tratamientos térmicos comprendidos entre 800 y 1000ºC/12h en atmósfera de aire.
Las partículas obtenidas se caracterizaron mediante técnicas de DRX, SEM, dispersión láser y medidas de fluorescencia en estado estacionario.
Se ha podido identificar la existencia de dos fases cristalinas cúbicas con distinta simetría (Ia-3 y Fm-3m) en las muestras “as-prepared”. Además, se ha demostrado la presencia de una fase de Gd2O3 monoclínica (C2/m), la cual desaparece con los tratamientos térmicos posteriores. En todas las muestras tratadas térmicamente se observa la estabilización de la fase cúbica más estable con simetría Ia-3.
Mediante medidas de emisión de fluorescencia se ha podido detectar en todas las muestras estudiadas la presencia de Eu2+ (l=430nm), independientemente del porcentaje de Eu3+.
Palabras clave:Gd2-xEuxO3 fluorescencia, Eu2+, Spray Pirólisis
Evaluation of luminescent properties and detection of Eu2+ in nanostructured particles of Gd2-x EuxO3 system (x= 0.05, 0.10 and 0.30)
Spray Pyrolysis (SP) is performed at 700ºC in dry air atmosphere using common nitrate aqueous solutions (0,1M) as precursor in order to obtain nanostructured particles with the composition Gd2-xEuxO3 (x= 0.05, 0.10 and 0.30). In this work, three samples with different atomic europium concentration (1, 2 and 6%) were studied. After, the obtained particles were subjected to different thermal treatments with varying temperatures between 800 and 1000ºC/12 h in dry air atmosphere.
The obtained particles were characterized by XRD, SEM techniques, laser dispersion and steady state fluorescence spectroscopy.
The existence of two cubic phases with different symmetry cubic phases (Ia-3, Fm-3m) was identified within the “as-prepared” samples. Moreover, the presence of Gd2O3 monoclinic phase (C2/m) which disappears during the thermal treatments was proved. In all thermally treated samples, it was observed the stabilization of an only Ia-3 phase.
Fluorescence emission measurements in all studied samples the presence of Eu2+ (l= 430nm), whose intensity increases as long as the content of the monoclinic phase decreases of the Eu3+ percentage.
Key words:
Gd2-xEuxO3 fluorescence, Eu2+, Spray Pyrolysis
261-268
D. Fonseca, F. Barba, P. Callejas, P. Recio
En Cayo Guan, municipio de Moa, hay junto a las importantes explotaciones industriales de lateritas, minerales arcillosos cuya caractarización química, mineralógica y evolución de fases con la temperatura han sido objeto de estudio por estos autores en un anterior trabajo; entre las características físicas, químicas y mineralógicas del yacimiento destacan los altos contenidos de óxidos de hierro y aluminio, bajas concentraciones de SiO2 y óxidos alcalinos, y la caolinita como mineral más abundante, además de hematita, gibsita y goethita en forma de geles.
Se pretende en esta investigación estudiar sus propiedades tecnológicas para dilucidar la posible aplicabilidad a estos recursos minerales en la fabricación de ladrillos, baldosas de pasta roja, gres rústico y para la inmovilización de metales pesados en efluentes acuosos.
El estudio por microscopía óptica de calefacción de los minerales arcillosos, indica que son unos materiales refractarios cuyo reblandecimiento aparece después de los 1500 ºC. El diagrama de trabajabilidad de las diferentes arcillas y el cálculo de la plasticidad por el método de la cuchara de Casagrande presentan dentro de la zona favorable para la extrusión sólo a una de las muestras. Los diagramas de gresificación informan que es a partir de 1400 ºC cuando se consigue una capacidad de absorción de agua < 0,6 %.
El diseño de un programa ha posibilitado el cálculo de múltiples composiciones de un gres porcelánico preparado a partir de dichas arcillas, modificadas con materias primas de bajo coste que facilitan la formación de fase vítrea (feldespato potásico y casco de vidrio) y/o incrementan el contenido de sílice (arena y diatomea utilizada como filtros en la industria cervecera). Se presentan los resultados de una de ellas (60 % de mineral arcilloso, 30 % de feldespato potásico y 10 % de diatomea) que calcinada a 1250 ºC con una velocidad de calentamiento de 15 ºC/min dio lugar a una absorción de agua de 0,8 % y contracción lineal de 21 % sin observarse deformación.
Por último, para estudiar su aplicación como adsorbente de metales pesados (Cd2+, Cr3+), los minerales arcillosos se sometieron a un tratamiento ácido para eliminar su alto contenido en hierro y se compararon los resultados de la inmovilización de estos iones con los obtenidos con un reconocido material adsorbente como la vermiculita activada a 800 ºC, observándose que los minerales sometidos al tratamiento de lixiviación presentan una adsorción, tanto de Cd2+ como de Cr3+, por debajo de la conseguida con la vermiculita, sin embargo los que no se han sometido a dicho tratamiento presentan buen comportamiento frente al cromo; esto se debe a que estos minerales arcillosos no contienen en su composición apenas iones intercambiables (Ca2+, Mg2+, Na+, K+), y aunque se hayan activado/lixiviado químicamente sólo la presencia de iones Fe es la que produce enlaces del tipo (Crx.Fe1-x)(OH)3 que favorecen la adsorción del Cr.
Palabras clave:Minerales arcillosos, adsorción de metales pesados, gres porcelánico, materia prima cerámica
Application of clay minerals from Cayo Guan, Cuba, as sorbents of heavy metals and ceramic raw materials
It has been studied by Analysis Heating Microscope – Optical the behaviour of some kaolinitic clays from a reservoir of Cayo Guan rich in iron oxides and low silica content proving to be a refractory materials whose softening appears after 1500 °C.
It has obtained the workability diagram of the different clay minerals calculating the plasticity by the method of Casagrande spoon; only one of the samples is in the area suitable for extrusion. Vitrification diagrams report that the capacity of water absorption is <0.6 % when the temperature of 1400 ºC is achieved.
We have designed a program to calculate compositions of porcelain stoneware prepared from these modified clays adding low-cost raw materials that facilitate the formation of glassy phase ((potassium feldspar and glass cullet) and/or increase the silica (sand and diatomaceous earth used as filters in the brewing industry). With one of these compositions, prepared in the laboratory (60 % of clay, 30 % feldspar and 10 % of diatomaceous earth), calcined at 1250 ºC with a heating rate of 15 °C/min, the results were: water absorption 0.8 %, and linear shrinkage 21 % without any deformation observed.
These clays have been treated with acid to eliminate its high iron content and study its application as an sorbent of heavy metals as Cd2+, Cr3+. The results of the immobilization of these elements have been compared with those obtained with thermally activated vermiculite at 800 °C, showing that the treated samples show sorption of both cadmium and chromium below the vermiculite, but the non-treated ones are suitable to remove chromium; this is because these clays do not contain in its composition exchangeable ions (Ca2 +, Mg2 +, Na +, K +), and even if they are chemically activated only the presence of Fe ions is which produces form bindings (Crx.Fe1-x) (OH)3 which favor Cr sorption.
Key words:
Clay minerals, heavy metals adsorptions, porcelain stoneware, ceramic raw material
269-274
V. Marcelo-Marco, M. Collado-Lozano, I. Nebot-Díaz
El desarrollo de la tradición alfarera en Ribesalbes, y el posterior establecimiento de las primeras fábricas de loza, a finales del siglo XVIII, viene determinado por los condicionantes naturales e históricos de la villa; así como por la influencia decisiva de la Real Manufactura del conde de Aranda, en la vecina población de L’Alcora.
En este trabajo, a partir de diversas fuentes documentales primarias, entre las que cabe destacar los libros sacramentales del Archivo Parroquial de Ribesalbes, y la Contribución general de 1817, se constata la presencia de olleros en la Baronía, a principios del siglo XVIII. Se determinan también los nombres de algunos alfareros, registrados en los albores del siglo XIX. Además se especifican los nombres de los trabajadores que aparecen vinculados a las fábricas de loza, existentes en 1817; estableciéndose la estructura profesional de la población de Ribesalbes, así como el porcentaje de vecinos contribuyentes vinculados a la cerámica.
Palabras clave:Fábricas de loza, olleros y alfareros, fabricantes, Joseph Ferrer, Ribesalbes siglos XVIII-XIX, Contribución general de 1817.
Pottery and faience makers in Ribesalbes between 1742 and 1817
The development of the pottery tradition in Ribesalbes, and the later establishment of the first factories of tin-glazed earthenware, at the end of century XVIII, comes determined by the natural and historical conditioners from the villa; as well as by the decisive influence of the Real Manufacture of the count of Aranda, in the neighboring population of L’Alcora.
In this work, from diverse primary documentary sources, between which it is possible to emphasize sacramental books of the Parochial File of Ribesalbes and Contribución General de 1817, the presence of “olleros” in the Barony is stated, at the beginning of the XVIII century. The names of some potters, registered in the dawn of century XIX are also determined. In addition the names of the workers who appeared tied to the earthenware factories, existing are specified in 1817; settling down the professional structure of the population of Ribesalbes, as well as the percentage of neighboring tie contributors to the ceramics.
Key words:
Faience Factories, Pottery makers, Joseph Ferrer, Ribesalbes XVIII and XIX centuries,1817 General Contribution.
275-284
E. Monfort, A. Mezquita, E. Vaquer, G. Mallol, H. J. Alves, A. O. Boschi
España y Brasil son dos de los mayores productores de baldosas cerámicas en el mundo. El proceso de fabricación de baldosas consume gran cantidad de energía térmica, y en estos dos países se obtiene principalmente de la combustión de gas natural, lo que conlleva la emisión a la atmósfera de CO2, gas de efecto invernadero.
El objetivo del trabajo presentado es mostrar comparativamente los consumos de energía térmica y las emisiones de CO2 en el proceso de obtención de baldosas cerámicas en España y en Brasil, atendiendo a las diferentes tecnologías de producción y a los distintos productos fabricados.
El consumo energético y las emisiones de CO2 son muy parecidos en ambos países, en el proceso de obtención de baldosas por vía húmeda. En el proceso vía seca utilizado en Brasil, se consume menos energía térmica, y se emite menos CO2, que en el proceso vía húmeda, pero es un proceso que se utiliza únicamente en la obtención de un tipo de producto en particular, que presenta algunas limitaciones técnicas. En España, el uso de sistemas de cogeneración en la etapa de atomización incrementa notablemente la eficiencia energética global del proceso.
Los consumos energéticos medios de las diferentes etapas del proceso se sitúan, en ambos países, dentro del intervalo indicado en el Documento de Referencia sobre las Mejores Técnicas Disponibles en la Industria Cerámica de la Unión Europea (BREF de la Industria Cerámica).
Palabras clave:Consumo energético, emisiones de CO2, baldosas cerámicas, España, Brasil
Thermal energy consumption and carbon dioxide emissions in ceramic tile manufacture - Analysis of the Spanish and Brazilian industries
Spain and Brazil are two of the world’s biggest ceramic tile producers. The tile manufacturing process consumes a great quantity of thermal energy that, in these two countries, is mainly obtained from natural gas combustion, which entails CO2 emission, a greenhouse gas.
This study presents a comparative analysis of the thermal energy consumption and CO2 emissions in the ceramic tile manufacturing process in Spain and Brazil, in terms of the different production technologies and different products made.
The energy consumption and CO2 emissions in ceramic tile manufacture by the wet process are very similar in both countries. In the dry process used in Brazil, less thermal energy is consumed and less CO2 is emitted than in the wet process, but it is a process that is only used in manufacturing one particular type of product, which exhibits certain technical limitations. While in Spain the use of cogeneration systems in spray-dryers improves significantly the global energy efficiency.
The average energy consumption in the different process stages, in both countries, lies within the range indicated in the Reference Document on Best Available Techniques in the Ceramic Manufacturing Industry (BREF of the Ceramic Manufacturing Industry) of the European Union.
Key words:
Energy consumption, CO2 emissions, ceramic tiles, Spain, Brazil
285-296
E. Juárez Valero
Durante los siglos centrales de la Edad Media la República de Venecia desarrolló un monopolio sobre el negocio del vidrio que se prolongó hasta mediados del siglo XVII. Este control del arte del vidrio en todos los aspectos provocó que el gremio de los vidrieros de Murano evolucionara legal y socialmente a un modelo específico basado en la protección de la información y en la contrainteligencia, que influyó de forma decisiva en la consolidación de la estructura de espionaje e inteligencia veneciana, la más importante en la baja Edad Media y principios de la Modernidad. Este artículo pretende analizar el control que la República veneciana desarrolló sobre el secreto del vidrio y cómo éste afectó al modelo de gremio desarrollado primero en Venecia y después en Murano.
Palabras clave:Vidrio, Venecia, secreto, Edad Media
Secret and monopoly in Venice: The guild of glassmakers in Murano
During the Middle Ages, the Republic of Venice developed a strong monopoly on the art of glass until the 17th century. This social and political control over the guild of glassmakers created a new model of guild based on the protection of the secret knowledge and counterintelligence. It was one of the most important causes of the development of the Venetian intelligence service, the most important in Europe in the early Modern Age. This article analyses the Venetian Republic control over the glass secret and how it affected the glassmakers guild in Venice and Murano.
Key words:
Glassmaking, Venice, secret, Middle Ages.
297-304
N. U. Kockal
Se ha evaluado la influencia de la proporción de diferentes tipos de cenizas volantes (en lugar de feldespato) y diferentes temperaturas de sinterización en las propiedades de soportes cerámicos. Los resultados indicaron que las composiciones con un alto contenido de cenizas volantes provocaron una disminución en las propiedades de las piczas cocidas a alta temperatura como consecuencia del hinchamiento. Las composiciones con una mayor cantidad de cenizas sinterizadas a baja temperatura mostraron una menor absorción de agua, mayor contracción y resistencia mecánica debido a la densificación como también se observó en la investigación microestructural.
Palabras clave:Sinterización, Microestructura, Propiedades mecánicas; Baldosas cerámicas.
Utilisation of different types of coal fly ash in the production of ceramic tiles
The influence of varying proportions of different types of fly ash (used in place of feldspar) and different sintering temperatures on the sintered properties of ceramic tile bodies was evaluated. The results indicated that sintering ceramic tiles with a high fly ash content at a high temperature caused a decrease in the properties because of bloating. The ceramic samples containing a higher amount of fly ash that were sintered at low temperature exhibited lower water absorption, larger shrinkage and strength because of the densification observed also in microstructural investigation.
Key words:
Sintering; Microstructure; Mechanical properties; Tiles.
4
183-190
A. Mezquita, E. Monfort, E. Vaquer, S. Ferrer, M.A. Arnal, J. Toledo, M.A. Cuesta
El proceso de fabricación de baldosas cerámicas consume gran cantidad de energía, mayoritariamente energía térmica, que se obtiene de la combustión de gas natural. El incremento del coste de este combustible, así como la situación económica actual, hace que este coste sea crítico para las empresas y pueda mermar su competitividad.
El proceso de cocción de las baldosas cerámicas en hornos de rodillos no destaca precisamente por el aprovechamiento de la energía utilizada, pues aproximadamente el 50 % se pierde a través de las chimeneas de humos y de enfriamiento del horno.
Con el objetivo de mejorar el aprovechamiento de la energía consumida durante la operación de cocción se han instalado, en las chimeneas de un horno, dos intercambiadores de calor, en los cuales los gases procedentes del horno ceden su calor sensible a un aceite térmico, que posteriormente lo transfiere a través de otros dos intercambiadores a los gases de secado en las conducciones de recirculación de un secadero vertical.
En este trabajo se presenta una planta industrial experimental en la que los resultados obtenidos de ahorro energético se sitúan en un valor medio de 650 kW, dependiendo de las condiciones de funcionamiento y materiales procesados.
Palabras clave:Eficiencia energética, recuperación de calor, intercambio de calor, aceite térmico
Energy optimization in ceramic tile manufacture by using thermal oil
The ceramic tile manufacturing process consumes a great amount of energy, mainly thermal energy, which is obtained from natural gas combustion. The increased cost of this fuel and the current economic situation make cost a critical issue that can hurt company competitiveness.
The ceramic tile firing process in roller kilns does not exactly stand out for its energy efficiency, because about 50% of the energy input is lost through the kiln combustion flue gas and cooling gas stacks.
With a view to improving the reuse of the energy consumed in the firing operation, two heat exchangers were installed in the stacks of a kiln. In these heat exchangers, the kiln gases transfer their sensible heat to a thermal oil that then passes this on, through two other exchangers, to the drying gases in the recirculation ducts of a vertical dryer.
This study presents an experimental industrial plant in a fine-tuning test phase, in which the preliminary results indicate an energy efficiency improvement in a range of 60–90%, depending on the operating conditions and processed materials.
Key words:
Energy efficiency, heat recovery, heat Exchange, thermal oil
191-200
I. Arriola, O. Gonzalo y I. Bengoetxea
Las propiedades mecánicas de las cerámicas técnicas son adecuadas para aplicaciones en diferentes sectores como la medicina (prótesis,...), automóvil (rodamientos,….), aeroespacial (loseta,…), óptica (láser,…), etc. donde se requieren características como la gran resistencia al desgaste, alta dureza y estabilidad termoquímica. Sin embargo, la fabricación de estos materiales es difícil y costosa, en algunos casos alcanzando el 90% del coste final, por lo que su aplicación está limitada.
Este trabajo presenta el mecanizado por ultrasonidos rotatorio (RUM) como un proceso no convencional que permite la fabricación de piezas cerámicas con geometrías 3D complejas de manera ecológica y económica. Este método consiste en la eliminación de material utilizando una herramienta superabrasiva dotada de 3 movimientos: rotación, vibración axial ultrasónica (20 KHz) y avance contra la pieza fija. Este proceso combina el rectificado convencional y el mecanizado por ultrasonidos logrando mayores volúmenes de material evacuado manteniendo las fuerzas de corte bajas. De esta manera, se superan las limitaciones de los métodos convencionales utilizados actualmente, obteniendo procesos más precisos, flexibles y económicos.
En definitiva, el RUM es un proceso prometedor para las operaciones de mecanizado de cerámicas estructurales. Sus características permitirán fomentar el uso de las cerámicas en un mayor número de aplicaciones industriales.
Palabras clave:Aplicaciones estructurales, mecanizado, ultrasonidos, cerámica
Possibilities of rotary ultrasonic machining in order to give a boost to technical ceramics in the actual Spanish market
The advanced properties of engineering ceramics are suitable to meet the requirements of several engineering applications such as medical (prosthesis…), automotive (bearing...), aerospace (tiles,...), optics (lasers,…) and so on, where high hardness, high wear resistance and thermo chemical stability are needed. However, the processing of these materials is difficult and costly, in some cases up to 90% of the price, which leads ceramics to limited applications.
Rotary Ultrasonic Machining (RUM) is presented as a non conventional environmental-friendly and cost effective process that enables to obtain complex 3D shape ceramic products. A rotating tool with metal-bonded diamond abrasives is ultrasonically vibrated (typically 20KHz) and fed toward to the fixed workpiece at a constant pressure or a constant feed rate This process combines conventional grinding and ultrasonic machining, offering the possibility of increased material removal rates while keeping the machining forces low. Thus, the limitations of actually used conventional processes are overcome introducing more accurate, flexible and cost effective process capabilities.
On balance, RUM is a promising process for primary machining operations on structural ceramic components. Its features will lead to enhance the use of ceramics in more industrial applications by increasing product development/design capabilities, high added value products and sustainable process.
Key words:
Structural applications, machining, ultrasonic, ceramic
201-210
A. Lazaro, C. García Portillo, J. De la Torre, J. Bastida
Se desarrollaron pastas de gres porcelánico, elaboradas con arcillas de la zona minera de Teruel, con adiciones de feldespatos comerciales y sin adición de cuarzo, en el intervalo de temperatura 1120-1220. Se incluyen datos de absorción de agua, contracción lineal, resistencia a flexión y determinaciones de blancura (L a* b*), así como estimaciones semicuantitativas de fases cristalinas por el método de las intensidad de referencia. Se obtuvieron resultados cumpliendo con la norma ISO -13006 respecto a absorción de agua y resistencia mecánica a 1185 °C. Además, se demostró la conveniencia del método de las intensidades de referencia como alternativa a métodos cuantitativos más avanzados.
Palabras clave:Materias primas, gres porcelánico, ball clays, Teruel, análisis semicuantitativo.
Compositional and physical characteristics of porcelain tile bodies with clays from Teruel
Stoneware pots were produced in the temperature range 1120-1220 using as raw materials ball clays from the mining area of Teruel (Spain) with additions of feldspars and without quartz additions. Data about water absorption, shrinkage, flexural strength and colour space (L a* b*) are provided, as well as semiquantitative estimations of the crystalline phases in the bodies using the reference intensity method. The results fulfil the norm ISO-13006 regarding water absorption and mechanical strength at 1185 °C. In addition, it is shown that the intensity reference method was a good alternative to more advanced quantitative methods.
Key words:
Raw materials, stoneware, ball clays, Teruel, semiquantitative analysis.
211-216
E. Eren, S. Kurama, R. Janssen
El fin principal de este trabajo es la optimización de métodos ultrasónicos en la prueba no destructiva de azulejos sinterizados de porcelana que contienen defectos. Por lo tanto, bolas del nitruro de silicio, negros de carbón y PMMA (polimetilmetacrilato) fueron encajados en gránulos del azulejo de porcelana antes de presionar para hacer defectos especiales en azulejos. Después de sinterizado en 1220˚C, el tiempo de vuelo de las ondas ultrasónicas fue medido a través del azulejo sinterizado de la porcelana. El tiempo del vuelo de ondas ultrasónicas fue medido por un transductor de contacto ultrasónico operando en modo eco-pulso. Este método puede permitir la detección de defectos usando escaneo-A. Los resultados de la prueba demostraron que la amplitud del pico recibido por partes defectuosas es más pequeño que la parte que no tiene defectos. Dependiendo del tamaño, de la forma y de la posición del defecto. Su pico puede ser detectado. Además, un eco-pulse de inmersión de del método pulse-echo escaneo-C también fue utilizado para distinguir defectos en azulejos de porcelana. Usando esta técnica es posible determinar el lugar y la forma de los defectos. Para apoyar resultados de la investigación ultrasónica, una caracterización SEM también fue realizada.
Palabras clave:El azulejo de porcelana, defecto, ultrasónico escaneo-A, ultrasónico escaneo-C, la caracterización SEM.
Ultrasonic characterization of defective porcelain tiles
The aim of this work is the optimization of ultrasonic methods in the non-destructive testing of sintered porcelain tiles containing defects. For this reason, a silicon nitride ball, carbon black and PMMA (Polymethylmethacrylate) were imbedded in porcelain tile granules before pressing to make special defects in tiles. After sintering at 1220˚C, the time of flight of the ultrasonic waves and ultrasonic signal amplitudes through the sintered porcelain tiles were measured by a contact ultrasonic transducer operating on pulse-echo mode. This method can allow for defect detection using the A-scan. The results of the test showed that the amplitude of the received peak for a defective part is smaller than for a part which has no defects. Depending on the size, shape and position of the defect, its peak can be detected. Additionally, an immersion pulse-echo C-scan method was also used to differentiate between defects in porcelain tiles. By using this technique, it is possible to determine the place and shape of defects. To support the results of the ultrasonic investigation, a SEM characterization was also made.
Key words:
Porcelain tile, defect, ultrasonic A-scan, ultrasonic C-scan, SEM characterization.
217-221
P.G. De La Iglesia, O. García-Moreno, R. Torrecillas, Jl. Menéndez
El hexaluminato de calcio (CaAl12O19 o CA6) es el material más rico en Al2O3 entre los compuestos intermedios en el sistema CaO-Al2O3. La formación de este aluminato se produce por la reacción entre el CaO y la Al2O3 con la consecuente formación de compuestos intermedios con menores contenidos en Al2O3 con el aumento de la temperatura (CaAl2O4, CaAl4O7,…). En este trabajo se ha estudiado la variación de los parámetros de sinterización para la obtención de hexaluminato de calcio (CA6) denso y puro por sinterización reactiva mediante Spark Plasma Sintering (Sinterización mediante corriente eléctrica pulsada o SPS), utilizando como reactivos Al2O3 y CaCO3 para su formación. Se han obtenido densidades cercanas a las teóricas y transformaciones superiores al 93% por este método.
Palabras clave:Dialuminato de calcio (CA2), hexaluminato de calcio (CA6), SPS, sinterización reactiva.
Calcium Hexaluminate reaction sintering by “Spark Plasma Sintering”
Calcium hexaluminate (CaAl12O19) is the most alumina-rich intermediate compound of the CaO-Al2O3 system. The formation of this aluminate is produced by the reaction between calcium oxide and alumina with the consequent formation of intermediates compounds with lower alumina content with increasing temperature (CaAl2O4, CaAl4O7…). In this study we studied the variation of sintering parameters for obtaining dense and pure calcium hexaluminate by reaction sintering by Spark Plasma Sintering (SPS). A mixing of Al2O3 and CaCO3 were used as reactive. Final densities close to the theoretical and phase transformation over 93% were achieved by this method.
Key words:
Calcium dialuminate (CA2), calcium hexaluminate (CA6), SPS, reaction sintering.
222-230
J. Barrios Neira, J.C. Martín de la Cruz y L. Montealegre Contreras
Se ha estudiado el comportamiento térmico, la mineralogía, la textura y la microestructura de las materias primas empleadas en la elaboración de las cerámicas de la comunidad alfarera de Fran Ali (Oued Laou, Tetuán, Marruecos). Las rocas originarias de los distintos afloramientos proceden de Unidades Malaguide-Gomárides de la cadena alpina Bético-Rifeña también se estudiaron. Se detalla la técnica empleada por los ceramistas de esta zona para la elaboración de las piezas. Se analizó el agua empleada para la preparación de la pasta. Las rocas originarias son metapelitas o filadios y las materias primas pertenecen a niveles originados por alteración supergénica o exógena (arcillas de tipo cuarzo-illiticas y cloríticas). Las cerámicas estudiadas al microscopio presentan anisotropía.
Palabras clave:Cerámicas, materias primas, Marruecos, fabricación, mineralogía, textura.
Study of the raw materials used in the manufacture of ceramics in Fran Ali (Oued Laou, Marruecos)
The thermal behaviour, mineralogy, texture and micro-structure of the original rocks used as raw materials in the manufacture of ceramics of the potter community in Fran Ali (Oued Laou, Tetouan, Morocco) were studied. The original rocks of the alteration deposit are metapelites and altered philites from the Units Malaguide-Gomáride in the Baetic-Rifian mountain system. The techniques used by local potters and the water used to prepare the ceramic bodies were also studied. Original rocks are metapelites or filadios and raw materials belong to levels caused by exogenous or supergene alteration (quartz-illite and chlorite type clays). The ceramics studied by microscopy exhibit anisotropy.
Key words:
Ceramics, raw materials, Morocco, manufacture, mineralogy, texture.
231-238
R. Chiva, R. Lapiedra, C. Devece, I. Gil
Este trabajo estudia la relación entre la gestión del diseño de producto y la capacidad de aprendizaje organizativo en el sector cerámico español. A partir de un estudio de casos comparativo en cuatro empresas del mencionado sector, se determina qué factores facilitadores del aprendizaje organizativo son esenciales para cada una de las fases de la gestión del diseño de producto: la fase analítico conceptual y la fase técnico creativa. El estudio de casos evidencia una relación directa y positiva entre dichos factores facilitadores de aprendizaje organizativo y la gestión del diseño de producto. En concreto, cuatro de ellos están asociados a la obtención de conocimiento del mercado, la empresa y la tecnología, lo cual está vinculado a la fase analítica-conceptual del proceso de diseño de producto. Otros diez factores estarían asociados a la divulgación y uso del conocimiento, lo cual estaría vinculado a la fase técnica-creativa o la dirección integral del proceso de diseño.
Palabras clave:Gestión del diseño del producto, aprendizaje organizativo, desempeño, sector cerámico
Product design management and organizational learning capability in several company types of the ceramic sector
This study analyses the product design management in several companies of the Spanish ceramic sector and its relationship with organizational learning. We carried out a case study of four companies in order to assess the organizational learning factors involved in the two phases of the product design process: the analytical-conceptual and the technical-creative phases. The case study shows a positive relationship between the organizational learning factors analysed and the product design process. Specifically, the factors related to market, technology and organization knowledge acquisition are linked to the analytical-conceptual phase. The organizational learning factors related to knowledge dissemination and use are linked to the technical-creative phase or the global management of the design process.
Key words:
Product design management, organizational learning, performance, ceramic sector
239-248
J. Alba Fernández; R. Del Rey Tormos, J. Ramis Soriano; L. Bertó Carbó
La principal aportación del trabajo es la formulación de una alternativa que facilita la determinación experimental del factor de pérdidas y, en consecuencia, mejorar las predicciones de aislamiento a ruido aéreo para vidrios con una o más capas intermedias sea cual fuere su naturaleza. Además, se realiza una revisión de las normativas relacionadas con los ensayos de los parámetros mecánicos necesarios para la caracterizar los vidrios, centrándonos en los monolíticos y los laminados.
En efecto, uno de los problemas que se plantea en el contexto de la acústica de la edificación actualmente es el de cumplir con los requisitos de aislamiento acústico a ruido aéreo en fachada que exige el vigente Código Técnico de la Edificación (CTE). Como sabemos, en la fachada podemos distinguir la parte ciega y la parte hueca. La parte más débil en lo concerniente a aislamiento a ruido aéreo es la hueca (compuesta por el vidrio, carpintería y otros elementos). Si la carpintería es la adecuada, la superficie de vidrio se convierte en el elemento limitante. El Catálogo de Elementos Constructivos (CEC) del CTE, la propia norma UNE-EN 12758:2011, así como algunos, cada vez más, fabricantes ofrecen datos del aislamiento de vidrios simples, vidrios laminados y vidrios dobles. En el caso de vidrios laminados, estos datos se limitan únicamente en los que tienen un sola lámina intermedia y, además, no acústicos. Podemos hablar, por tanto, de una laguna de información en este sentido. Para obtener predicciones fiables de aislamiento acústico a ruido aéreo de particiones multicapa, como pueden ser los vidrios laminados es necesario disponer de las características mecánicas y una de las más relevantes es el factor de pérdidas.
Palabras clave:Vidrios laminados, Ensayos no destructivos, Propiedades mecánicas, Aislamiento a ruido aéreo.
Glass characterization to assess the airborne sound isolation
The main contribution of this paper is the formulation of an alternative to experimental determination of loss factor and, consequently, to improve the predictions of airborne sound insulation for any type of monolithic or laminated glass. In addition, a review of the standards related to measurement of mechanical parameters of glass is carried out, with particular interest in laminated glass
Indeed, one of the problems that arise in the current context of building acoustics is to meet the requirements of facades airborne sound insulation of existing Building Technical Code (BTC). It is known that the blind and the hollow part of the facade should be distinguished. The weakest part regarding to airborne sound insulation is the empty one (consisting of glass, woodwork and other elements). Choosing an adequate woodwork makes the glass surface become the limiting factor.
The Constructive Elements Catalog (CEC) of the BTC, the UNE-EN 12758:2011 standard, as well as some, increasingly, data vendors provide information about airborne sound insulation for monolithic glass, laminated glass and double glazing. In the case of laminated glass, these data are limited only to those with a single intermediate layer, and also non-acoustic. Can therefore be said that there is a gap of knowledge in this regard. To obtain reliable predictions of airborne sound insulation of multilayer partitions, such as laminated glass, mechanical characteristics must be known, being loss factor one of the most important.
Key words:
Laminated glass, non-destructive testing, mechanical properties, Airborne sound insulation
3
145-150
O. García-Moreno, S. Khainakov y R. Torrecillas
La eucriptita es un aluminosilicato de litio con peculiares propiedades de expansión térmica: posee expansión negativa, es decir, se contrae con el aumento de la temperatura en una de sus orientaciones cristalográficas. Debido a esta singularidad la eucriptita se utiliza en la fabricación de materiales con coeficiente de expansión térmica (CTE) próximo a cero. Para este trabajo, se han sintetizado dos composiciones de eucriptita solución sólida con contenidos en Li2O:Al2O3:SiO2 iguales a 1:1:3 y 1:1:2. La síntesis se ha realizado a partir de caolín, carbonato de litio y TEOS o γ- alúmina respectivamente. Los polvos de las dos composiciones de eucriptita se han caracterizado mediante difracción de Rayos X de alta resolución a alta temperatura entre 25 y 1200 ºC. Se ha estudiado el efecto de la temperatura en la estructura y la composición mediante la determinación de los parámetros de red y la estructura cristalina. Los cambios observados se han relacionado con las variaciones del CTE con la temperatura de sinterización de materiales basados en estas composiciones.
Palabras clave:eucriptita, cristalinidad, DRX, coeficiente de expansión térmica
High temperature behavior of eucryptite by means of in situ X ray diffraction studies
Eucryptite is a lithium aluminosilicate with striking thermal expansion properties: it has negative expansion, i. e. it contracts upon heating in one of its crystallographic dimensions. Due to this characteristic, eucryptite is used in the fabrication of very low coefficient of thermal expansion materials. Two different eucryptite solid solution compositions were synthesized in this study with Li2O:Al2O3:SiO2 contents of 1:1:3 and 1:1:2. The synthesis was prepared using kaolinite, lithium carbonate and TEOS and γ- Al2O3, respectively. High resolution X Ray diffraction characterization was performed at high temperature for both compositions between 25 and 1200 ºC. The temperature effect on structure and composition was studied by determining cell parameters and crystal structures. The relation between the observed changes and the CTE variations with the sintering temperature of materials based in these compositions was finally determined.
Key words:
eucryptite, crystallinity, XRD, coefficient of thermal expansion
151-156
A. H. A. Pereira, A. R. C. Nascimento, C. C. D. Exposito, l. T. Martins, T. Tonnesen, J. A. Rodrigues
En este trabajo se investigaron las alteraciones de los módulos elásticos dinámicos, del amortiguamiento y del módulo de rotura (MOR) de un material refractario moldeable de alta alúmina después de recibir choques térmicos de calentamiento, enfriamiento y calentamiento seguido de enfriamiento (calentamiento-enfriamiento).
Para ello se prepararon doce cuerpos prismáticos dividiéndolos en cuatro grupos. Los choques térmicos se le aplicaron a sólo tres grupos, cada uno con tres muestras.
Al primer grupo se le aplicó un cambio brusco de temperatura de 1100 °C en calentamiento, en enfriamiento al segundo grupo y calentamiento seguido de enfriamiento al tercer grupo. El cuarto grupo no recibió choque térmico. Los módulos elásticos se midieron después de cada ciclo de choque térmico.
Después de 10 ciclos, el MOR, el amortiguamiento, y la dependencia de la amortiguación de la amplitud de la excitación fueron caracterizados a temperatura ambiente en todos los cuerpos de prueba.
Como resultado se obtuvo que los cuerpos sometidos a cambios bruscos de temperatura por enfriamiento y calentamiento-enfriamiento presentaran una reducción similar en los módulos elásticos y aumento similar en la amortiguación mientras que el calentamiento no causó cambios significativos en estos parámetros. Sin embargo, el MOR pareció ser sensible a los cambios bruscos de temperatura por calentamiento.
Este estudio también mostró que la amortiguación para el material refractario estudiado no es lineal y que este comportamiento no lineal se acentúa con el daño por choque térmico.
Palabras clave:Refractarios, choque térmico, propiedades mecánicas, ensayos no destructivos, módulo de Young
Elastic moduli, damping and modulus of rupture changes in a high alumina refractory castable due to different types of thermal shock
The work herein verifies the changes of the elastic moduli, damping and modulus of rupture (MOR) of a high alumina refractory castable due to heating, cooling and heating-cooling thermal shock damage.
Twelve prismatic specimens were prepared for the tests and divided into four groups. The thermal shocks were performed on three groups, each containing three specimens having abrupt temperature changes of 1100°C during heating in the first group, during cooling in the second and during heating followed by cooling in the third group. The fourth group, which was taken as a reference did not receive any thermal shock. The elastic moduli were measured after each thermal shock cycle. After 10 cycles, the MOR, the damping and the damping dependence on excitation amplitude were measured at room temperature for all specimens.
The elastic moduli showed a similar decrease and the damping a similar increase due to the cooling and heating-cooling thermal shocks. The heating thermal shocks caused no significant changes on the elastic moduli and damping. However, the MOR appeared to be sensitive to the heating thermal shock. This work also shows that the damping for the studied refractory castable is non-linear (i.e., amplitude of excitation sensitive) and that this non-linearity increases when the damage level rises.
Key words:
refractories, thermal shock, mechanical properties, non-destructive tests, Young’s modulus
157-164
M. A. Mazo, C. Palencia, A. Nistal, F. Rubio, J. Rubio, J.L. Oteo
En este trabajo se ha investigado cómo influye el tamaño de los materiales híbridos del sistema TEOS/PDMS en las características de los vidrios de oxicarburo de silicio obtenidos. Los híbridos en piezas monolíticas (100 mm x 50 mm x 5 mm) fueron triturados (1 mm x 1 mm x 1 mm) o molidos en mortero de ágata o atrición hasta 16 µm o 3 µm, respectivamente. Posteriormente, se pirolizaron a 1100 ºC, obteniéndose los correspondientes vidrios de oxicarburo de silicio (SiOC). En estos SiOC se han encontrado diferencias en función del tamaño del material híbrido, diferencias que han sido estudiadas desde un punto de vista estructural y microestructural. La muestra monolítica presentó un mayor %C en red (34 %) y, a medida que se muele en mortero de ágata, disminuye hasta el 26 %. Sin embargo, para la muestra de atrición se obtiene valores similares a la monolítica (32 %). Esto concuerda con la presencia de la banda de FT-IR situada a 880 cm-1 atribuida a enlaces Si-C debidos a una mayor incorporación de carbono en la red. La fase de carbono libre en la muestra monolítica posee un dominio de 3.44 nm que aumenta hasta 3.66 nm en la de atrición. Este aumento del dominio corresponde al aumento de la grafitización. La morfología del SiOC monolítico corresponde a agregado de partículas esféricas con poros de 12 µm. Estos poros desaparecen en el SiOC de atrición, el cual está formado por partículas irregulares de 3 µm.
Palabras clave:Híbrido, tamaño, pirolisis, oxicarburo de silicio, porosidad
Influence of the hybrid material size in silicon oxycarbide materials characteristics
In this work has been investigated the influence of the TEOS/PDMS hybrid size during the pyrolysis process to obtain the related silicon oxycarbide glasses. Hybrids monolithic pieces (100 mm x 50 mm x 5 mm), were crushed (1 mm x 1 mm x 1 mm) and grounded in agate or attrition to 16 and 3 μm, respectively. Then, they were pyrolyzed at 1100 ºC to obtain silicon oxycarbide glasses (SiOC). These materials present structural and microstructural differences. The monolithic sample showed the highest %C into the silica network (34 %), and after grounding in agate mortar decreased to 26 %. However the attrition milled sample reached %C values similar to the monolithic (32 %). This agrees with FT-IR band at 880 cm-1 assigned to Si-C bonds formation and related to higher carbon content into silica network. The carbon free phase displays a domain size of 3.44 nm which increased to 3.66 nm for the attrition milled. This result is due to a higher graphitization degree. The SiOC monolithic sample morphology displays spherical interconnected particles with pores of 12 mm. This morphology disappeared for the SiOC attrition milled sample, formed by irregular particles of 3 µm.
Key words:
Hybrid, size, pyrolysis, silicon oxycarbide, porosity
165-168
Abdellah. Addaou, Ali. Laajeb, Ahmed Lahsini, Jilali. Bentama, Miguel A. Rodriguez
Normalmente los efluentes de la industria textil están coloreados y contienen compuestos no biodegradables además de residuos sólidos, fibras y residuos de papel. La liberación de tales efluentes al ambiente es preocupante tanto por razones estéticas como toxicológicas. El propósito del presente trabajo es realizar el estudio de las prestaciones del proceso combinado de adsorción-microfiltración para el tratamiento de aguas coloreadas. Se utilizó Azul de Metileno como compuesto tipo. La influencia de parámetros de operación tales como Presión transmembrana y la concentración de bentonita en el comportamiento del proceso, caracterizado por el flujo del permeado y el factor de retorno que fueron los parámetros estudiados. Los experimentos realizados con las soluciones de Azul de Metileno han confirmado el potencial del proceso combinado para el tratamiento de las aguas teñidas.
Palabras clave:Bentonita, arcilla, Azul de Metileno, Adsorción, Microfiltración
Study of the combining adsorption-microfiltration process for the treatment of coloured waters
Generally textile effluents are highly coloured, contain non-biodegradable compounds and they have high content of solid wastes, comprising fibres and paper wastes. The discharge of such effluents in the environment is worrying for both toxicological and esthetical reasons. The aim of the present work is to study the performances of the combining microfiltration-adsorption process for the treatment of coloured waters. Methylene Blue (MB) was used as model compound. The effects of significant operating parameters such as transmembrane pressure (TMP) and bentonite concentration on the process performance characterized by flux and rejection factor were investigated. Experiments carried out with Methylene Blue solutions confirmed the potential of this combined process for the treatment of dyed waters.
Key words:
Bentonite, clay, Methylene Blue, adsorption, microfiltration
169-174
M.D. Palacios. S. Mestre. M.J. Orts. E. Blasco
La resistencia al ataque químico de vidriados cerámicos susceptibles al mismo, concretamente formulados a partir de una frita mate de calcio, se ha mejorado depositando en la superficie una capa delgada de óxido de circonio. Un sol de circonio estabilizado es el precursor de la capa, el cual se deposita mediante aerografía sobre el vidriado cocido y con un tratamiento térmico suave (Tmax ≈ 400 ºC), es transformado en ZrO2 y anclado a la superficie. Los ensayos de resistencia química demuestran que el vidriado protegido no sufre un ataque apreciable visualmente por parte del ácido clorhídrico concentrado, condiciones en las que el mismo vidriado sin el recubrimiento resulta gravemente dañado. El precursor utilizado genera una capa de óxido de circonio que protege el vidriado subyacente, de modo que el ataque químico por parte del ácido clorhídrico queda confinado al entorno de las grietas y discontinuidades de la capa depositada.
Palabras clave:vidriados, ataque ácido, protección, óxido de circonio
ZrO2 thin films to improve the chemical resistance of calcium matt glazes
The chemical resistance of ceramic glazes susceptible to it, and more specifically the glazes formulated with a calcium matt frit, is enhanced by depositing on the surface a thin layer of zirconium oxide. A stabilized zirconia sol is the precursor of the layer, which is deposited by spray painting over the glaze, and with a mild heat treatment (Tmax ≈ 400 ° C) is transformed into ZrO2 and anchored to the glaze’s surface. Chemical resistance tests show that the protected glaze does not suffer a visually significant attack by concentrated hydrochloric acid, conditions under which the same glaze without the coating is severely damaged. The used precursor generates a zirconium oxide layer that protects the underlying glaze, so that the chemical attack by the hydrochloric acid is confined to cracks and discontinuities in the deposited layer.
Key words:
glazes, acid attack, protection, zirconium oxide
175-182
M. L. Sandoval, A. G. Tomba Martinez, M. A. Camerucci
Se estudió el comportamiento mecánico de materiales porosos de cordierita mediante ensayos en compresión diametral. La solución analítica que permite la medición indirecta de la resistencia mecánica a tracción en compresión diametral se formula bajo ciertas condiciones que no suelen satisfacerse en la práctica. Con el objetivo de analizar desviaciones de las condiciones ideales se simuló el ensayo con técnicas computacionales. Los discos porosos de cordierita se obtuvieron por calcinación (650 °C, 2h) y reacción-sinterización (1330 °C, 4h) de cuerpos en verde preparados por consolidación térmica (85 °C, 4h) de suspensiones acuosas de una mezcla precursora de cordierita (caolín, talco y alúmina) con almidón nativo de papa. Los ensayos mecánicos se realizaron en una máquina servohidráulica en control por desplazamiento (0,2 mm/min). A partir de la relación aparente tensión-deformación se determinaron los parámetros mecánicos: módulo de Young aparente, resistencia mecánica y límite elástico. Sobre los discos ensayados se analizaron las características de la fractura. La influencia de las desviaciones geométricas más frecuentes identificadas en la práctica (desviación de la circularidad y no paralelismo entre las caras del disco) sobre la distribución de tensiones se estudió mediante la simulación por elementos finitos, tomando como referencia la ecuación de Hertz para problemas de contacto.
Palabras clave:Compresión diametral, Simulación numérica, Cerámicos porosos, Cordierita.
Numerical simulation of diametral compression tests for the evaluation of porous ceramic disks
The mechanical behavior of porous cordierite materials was studied by diametral compression tests. The analytical solution allowing the indirect measuring of the tensile mechanical strength in this load configuration is formulated under certain assumption which may be not satisfied in practice. With the aim to analyze deviations of the ideal conditions, the test was simulated using computational techniques. Porous cordierite disks were prepared by firing (650 °C, 2h) and reaction-sintering (1330 °C, 4h) of green disks shaped by thermogelling the aqueous suspensions of a cordierite precursor mixture (kaolin, talc and alumina) with native potato starch as a consolidator/binder of ceramic particles and a pore former by burn-out at high temperature. The mechanical tests were carried out in displacement control (0.2 mm/min) using a servohydraulic testing machine. From the apparent stress-strain ratio, the following parameters were determined: mechanical strength, apparent Young modulus and yield stress. Fracture features of tested disks were also analyzed. The influence of the geometrical deviations more usually identified in practice (deviation of the circularity and no parallelism between the plane surfaces of the disk) on the stress distribution was studied by means of the simulation by finite element method, considering the Hertz´s equation for contact problems as reference.
Key words:
Diametral compression, Numerical simulation, Porous ceramics, Cordierite
2
5-8
Grupo Torrecid
En la presente nota técnica se recoge los aspectos más significativos del trabajo “Nuevas tintas digitales para la obtención de innovadores efectos cerámicos con los que generar nuevas posibilidades y tendencias de futuro” por el que el Grupo Torrecid obtuvo el Premio Alfa de Oro 2012 otorgado por la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. Para conseguir los objetivos planteados ha sido necesario trabajar en diferentes campos de actuación para cada tinta en concreto, abarcando, entre otros, aspectos como el desarrollo de fritas especiales, la selección de los disolventes más adecuados o la optimización de las composiciones para conseguir que las tintas tuvieran un comportamiento adecuado en el proceso de impresión y cumplieran todos los requisitos de estabilidad y calidad que el sector cerámico demanda.
Palabras clave:baldosas cerámicas, digital, decoración, keramcid, metalcid
New digital ink for the obtention of innovating ceramics effects to obtain new possibilities and tendencies for the future
This technical note contains the most significant aspects of the work “New digital inks for the production of innovative ceramic effects which generate new possibilities and future trends” in which the Group Torrecid won the “Alfa de Oro 2012” given by the Spanish Society of Ceramics and Glass. To achieve the stated objectives to work in different fields of activity for each specific ink has been necessary, comprising, among other, aspects such as the development of special frits, selecting the most suitable solvents or optimizing the compositions to ensure that the inks have appropriate behaviour in the printing process and met all the requirements of stability and quality that the ceramic industry demand.
Key words:
ceramic tiles, digital, decoration, keramcid, metalcid
9-16
M. J. Cabrera, V. Montins, D. Solsona, J. M. Sala.
En el presente trabajo se ha desarrollado una gama de productos para la decoración de baldosas cerámicas caracterizados porque tras su aplicación sobre un sustrato cerámico y posterior cocción del mismo, se genera una estructura de microgrietas en dichos recubrimientos que provoca la aparición de un efecto iridiscente, multicolor , que confiere a la pieza cerámica características estéticas diferenciales, con un aspecto similar al que se puede observar en el mineral “cuarzo iris o cuarzo rainbow”.
Se realiza un análisis del estado de la técnica y se profundiza en el estudio y caracterización de los fenómenos físico-ópticos responsables de dichos efectos en estos minerales, con el objetivo de determinar y modelizar como se produce el “efecto multicolor” o efecto iridiscente, fijar la causa de dicho efecto , determinar el fenómeno físico-óptico que lo provoca, analizar y entender los mecanismos fenomenológicos que lo causan para intentar extrapolar dichos efectos a nuestros materiales cerámicos.
Palabras clave:Baldosas cerámicas, estructuras de microgrietas, cuarzo iris, cuarzo rainbow
Physical-optical effects obtention for the ceramic tiles decoration
This paper presents a range of products for the ceramic tiles decoration, characterized for a microcracks structure after its application on a ceramic substrate and subsequent firing. This structure origins a multicoloured iridescent effect that confers to the ceramic tile differential aesthetics characteristics, with a final aspect similar to the “rainbow quartz“ or “iris quartz”.
An analysis of the state of the art is made as well as a deepening in the study and characterization of the physical-optical phenomena responsible of that kind of effects in these minerals, with the aim of determining and modelling the “multicoloured effect” or iridescent effect, the cause of this effect, the physical-optical phenomenon that produces it, and the analysis and knowledge of the phenomenological mechanisms that origins it, so that we can try the extrapolation of that effects wit our ceramic materials.
Key words:
ceramic tiles, microcracks structure, rainbow quartz, iris quartz
17-20
J. Gálvez, D. Gálvez
SACMI IBÉRICA, S.A., ha sido galardonada por la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (S.E.C.V.), con un ALFA DE ORO, en su edición 2012, durante la celebración de CEVISAMA, por la presentación de la innovadora Máquina IR de Radiaciones Electromagnéticas, que mejora las condiciones y rendimiento productivo de las líneas de decoración digital INKJET y también en otras aplicaciones decorativas en azulejos y baldosas cerámicas.
Palabras clave:Decoración digital Inkjet; Nitidez de diseño; Limpieza de inyectores; Longitud de onda; Energía radiante intensa y rápida
Best practices for inkjet decoration lines in ceramics. Electromagnetic radiation IR machine (wavelength technology)
SACMI IBÉRICA, S.A., has been awarded by the Spanish Society of Ceramics and Glass (SECV), with one GOLD ALFA, in its 2012 edition, during CEVISAMA for the presentation of the innovative IR Electromagnetic Radiation Machine, which improves the conditions and the production performance of digital decoration lines INKJET and other decorative applications ceramic tile.
Key words:
Digital Inkjet Decoration, Design Sharpness, Cleaning injectors, Wavelength, Intense radiant energy and fast.
21-26
Alberto Puerta López, Andrés Casanova Ramón-Borja
La Empresa Tejas Borja S.A.U. ha sido galardonada por La Sociedad Española de Cerámica y Vidrio con un Alfa de Oro en su edición de 2012 por el siguiente trabajo de investigación: el desarrollo de un sistema de instalación que permite crear una cubierta autoventilada con piezas de gres porcelánico modificadas, y hacerlo extensivo a la fachada ventilada, permitiendo envolver a toda la vivienda con una misma calidad y estética.
El artículo describe las distintas etapas del proyecto tanto de diseño de los distintos componentes como de verificación mediante simulaciones y ensayos de laboratorio de los distintos elementos que componen el sistema y los materiales auxiliares que intervienen en el montaje.
Palabras clave:Tejas Borja, SKIN-KER®, cubierta cerámica, teja porcelánica, cubierta autoventilada
Installation system for ceramic self-ventilated roofs and facades called: SKIN-KER®
The Company Tejas Borja S.A.U. has been awarded by the Spanish Ceramic and Glass Society with the 2012 Golden Alfa Pize for its research in the development of an installation system that creates a self-ventilated roof with modified red body porcelain tiles, and make it extended to a ventilated façade, allowing the entire house wrap with the same quality and aesthetics.
The article describes the various stages of the project design both of individual components as well as verification by simulations and lab testing of the different elements of the system and auxiliary materials involved in the installation.
Key words:
Borja, SKIN-KER®, ceramic roofs, porcelain roof tile, self-ventilated roof.
27-33
L. Cuoghi Fenollar, J. Romero Valiente, C. Villar Apellaniz, V. Faubel Serra, J.F. Noguera Ortí, J. García Ten, A. Yagüe Muñoz, A.Durán
La presente memoria describe el mosaico M.A.B. (bactericida y fungicida) de la empresa TOGAMA, S.A. perteneciente al grupo Fluidra S.A., el cual ha sido galardonado con el Premio Alfa de Plata que concede la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio en la Feria Internacional de Cevisama 2012. Este galardón supone un reconocimiento al esfuerzo desarrollado en materia de investigación por parte de TOGAMA, S.A.,ya iniciado con la participación en los Premios Alfa de 2009 y 2011.
Palabras clave:Bactericida, Fungicida, M.A.B., mosaico
M.A.B. Vitreous coatings with bactericidal and fungicidal properties
This report describes the mosaic M.A.B. (bactericide and fungicide) produced by Togama S.A. belonging to the group Fluidra S.A., which has been awarded with the Silver Alfa Award by the Spanish Society of Ceramics and Glass at the International Fair Cevisama 2012. This award recognizes the R & D efforts developed by Togama, SA, already started with participation in the Alpha Awards 2009 and 2011.
Key words:
Bactericide, Fungicide, MAB, mosaic
35-40
A. Poyatos, R. Bonaque, G. Mallol, J. Boix
La empresa MACER, en colaboración con el Instituto de Tecnología Cerámica, ha desarrollado el sistema ISOPRESS®, un dispositivo de control integral que permite igualar de forma automática la presión máxima aplicada sobre el polvo contenido en cada uno de los alvéolos del molde. Este sistema está constituido por una serie de transductores de presión que se encuentran situados en los punzones isostáticos del propio molde. Con ellos es posible registrar en tiempo real la evolución de la presión media del aceite contenido en la cámara de compensación de cada punzón. Todos los transductores están conectados a un sistema de adquisición de datos que transfiere los valores de presión a un PC en el que se realiza el tratamiento de las señales para obtener el valor máximo de presión alcanzado durante el ciclo de prensado, en cada uno de los alvéolos. El sistema se completa con un software de control especialmente concebido que permite regular de forma individualizada la altura de la primera caída de cada uno de los punzones inferiores para garantizar la uniformidad de la presión aplicada en todos los alvéolos. ISOPRESS®, al asegurar la constancia de la densidad aparente de todas las piezas procesadas, garantiza un único tamaño de pieza y minimiza los problemas de producción asociados a la variabilidad de la densidad aparente de los soportes.
Palabras clave:Densidad aparente, Prensado, Presión, Molde, Calibres
New system for measuring and controlling the maximum pressing pressure in the holes of the mould: ISOPRESS®
The organization MACER, in collaboration with the Institute of Ceramic Technology, has developed the system ISOPRESS®, an integrated control device that permits to equal automatically the maximum pressure applied on the powder contained in each of the holes of the mould. This system consists of a set of pressure transducers which are located in the isostatic punches of the mould itself. With them it is possible to register in real-time the evolution of the measured pressure of the oil contained in the compensation chamber of each punch. All the transducers are connected to a data acquisition system which transfers the pressure values to a PC which performs the signal processing to obtain the pressure maximum value reached during a pressing cycle, in each one of the holes. The system is completed with a control software especially developed, that permits to regulate individually the height of the first fall of each inferior punch to guarantee the uniformity of the pressure applied in all the holes. ISOPRESS®, by assuring the constancy of the bulk density of all the pieces processed, guarantees a unique piece size and minimize production problems associated to the variability of the bulk density of the pieces.
Key words:
Bulk density, pressing, pressure, mould, calibers
41-46
A. Belda, Mª J. Orts, F. Viciano y F. Lucas
Salquisa y Alttoglass presentan un producto realmente innovador : mosaico vítreo retrorreflectante útil para su uso en demarcación vial horizontal y vertical, así como en arquitectura interior y exterior.
El producto presentado tiene muchas ventajas con respecto al sistema usado habitualmente. Se describen en la memoria los aspectos más diferenciadores. El aspecto fundamental es tener un producto de naturaleza exclusivamente vítrea y, por tanto, con unas características de durabilidad muy superiores a las pinturas, etc. Otras características le aportan también muchas ventajas descritas en la memoria.
Se consigue así abrir el uso del mosaico vítreo a la ingeniería civil y más concretamente a mejorar los aspectos de visibilidad nocturna tanto en condiciones std como en las condiciones más duras (lluvia por la noche, etc.). Mayor visibilidad = mayor seguridad.
Recordemos que el mayor índice de siniestralidad se produce en condiciones de lluvia nocturna.
La presentación del mosaico vítreo enmallado permite utilizarlo en paramentos verticales planos y curvos, tanto en señalización como en arquitectura interior y exterior.
El efecto de retrorreflexión permanece bajo el agua, por lo que también puede ser utilizado en fuentes ornamentales, piscinas etc.
El efecto puede conseguirse también sobre piezas cerámicas de gran formato.
El producto está protegido por la correspondiente PATENTE.
El proyecto se ha desarrollado con la colaboración del Instituto de Tecnología Cerámica, y cuenta con el apoyo del CDTI.
Palabras clave:Reflectante, mosaico, Visibilidad, señalización, vitreo
Retro reflective glass mosaic
Salquisa and Alttoglass have developed a very innovative product : the retro reflective glass mosaic. This new product can be used in both horizontal and vertical signposting and also in interior design and architecture.
This particular product has many advantages compare to the traditional methods used for signposting, design or architecture. One of them is that the product is mainly made of glass therefore it can last much longer than paints for example.
The used of glass mosaic for civil engineering it is opened up especially for signposting and it contributes to improve visibility at night not only in standard conditions but also in the hard ones such as wind, fog or rain at nighttimes. Higher visibility = higher security. We should remember that a high percentage of accidents occur under rain conditions at night.
The glass mosaic is presented in a mesh which allows the use in both plane and curve surfaces in signposting, interior design and architecture.
The retro reflective effect last under the water therefore the mosaic can be fixed in ornamental and decorative fountains, swimming pools, etc. Furthermore, the retro reflective effect can also be applied on big size ceramic tiles.
This project was developed along with the Institute of Ceramic Technology (ITC), it was supported by the Center for Industrial Technological Development (CDTI) and it is also patented.
Key words:
Reflective, mosaic, visibility, signposting, glass
47-50
Ferro Spain, S.A.
Ferro Spain, S.A. ha abordado la viabilidad práctica de la decoración de superficies cerámicas mediante la aplicación de capas de muy reducido espesor mediante el uso de la tecnología de inyección digital por chorro de tinta y, específicamente en lo relativo a efectos y acabados superficiales distintos de la coloración. Se han estudiado los diversos mecanismos que permiten obtener dichos efectos y la influencia de las principales variables. También ha evaluado los resultados obtenidos atendiendo a las normativas vigentes como es el caso del efecto antideslizante.
Palabras clave:esmalte digital, inyeccion tinta, efecto ceramico digital, mate, lustre, brillo, penetrante, metalico, antideslizante
Develop of ceramic effects: surface finishes, through digital inkject technology
Ferro Spain SA has tackled the practical viability of tile surfaces decoration by means of applying layers of reduced thickness by means of the use of digital injection technology by inkjet and, specifically, relating to effects and superficial finishes different from colouring. It has been studied several mechanisms which allow to get those effects and the influence of the main variables. It has also been assessed the obtained results dealing with the current regulations as in the case of non-slip effect.
Key words:
digital glaze, inkjet, effects for digital decoration, matt, luster, glossy, sinking, metallic, anti-slippery
51-54
M. Lüders, H.-J. Walter, P. Nold, R. Löbe, M. Müller, S. Gerl
Ecoprep (Economic Preparation) es una tecnología para la preparación de masas cerámicas con un consumo mínimo de recursos. El balance de energía es afectado en gran medida, de forma que ya no se requieren aditivos para producir una barbotina de alta calidad con el único fin de obtener un granulado. De ésta forma, Ecoprep ofrece una reducción considerable de los costes de producción que permite la rápida amortización de la inversión en ésta tecnología.
Reducción en consumo de agua y aditivos así como la utilización de nuevas materias primas son otras ventajas que impulsan la implantación de ésta novedosa tecnología de producción, así como una importante reducción en emisiones de CO2, contribuyendo así al cumplimiento de las metas del protocolo de Kyoto.
En resumen: Una tecnología aplicada ya con éxito en diferentes industrias desde hace décadas, que incluye un compendio de medidas de ahorro basado en reducciones que oscilan entre el 66% (consumo energético, agua, etc. ) y el 100% (aditivos, defloculantes, etc.) y que marcará el futuro en procesos de microgranulado también en la industria cerámica.
Palabras clave:Homogeneizar, Producción de Gránulos, Peletizar, Mezcladora-granuladora, Mezclar.
Ecoprep: the economical preparation of ceramic bodies
Ecoprep (Economic Preparation) is the sustainable technology for preparing ceramic bodies with a minimum consumption of resources. It has a huge impact on the energy balance and eliminates the need for additives to generate a high-quality slip to make granules.
In consequence Ecoprep delivers a significant reduction in production costs, bringing an investment in this technology to the break-even point after a very short time.
Reduction in water consumption and additives and the use of new raw materials are other advantages that impulse the implementation of this production technology, as well as important reduction of CO2 emissions, contributing to meeting the goals of the Kyoto Protocol.
In short: A technology already successfully applied in different industries for decades, that includes a compendium of measures based on saving reductions in a range from 66% (energy, water,…) and 100% (additives, deflocculants, etc.) and will mark the future in microgranulation processes also in the ceramic industry.
Key words:
Homogenize, Granules production, Pelletizing, Mixer-granulator, Mixing.
55-58
A.Pastrana
Gres de La Mancha, en respuesta a la demanda creciente por productos medioambientalmente amigables, y su concienciación hacia el uso de energías renovables y la eficiencia energética en la construcción, ha lanzado su nueva placa cerámica ecológica fotovoltaica ECOCERAVOLT concebida para su uso en sistemas de fachada ventilada.
ECOCERAVOLT aúna los beneficios de la fachada ventilada (ahorro energético, asilamiento térmico-acústico, aumento del confort en los edificios, reducción de las emisiones de CO2, etc.) y la generación de energía eléctrica sin comprometer la estética de la fachada, ni del edificio.
De este modo, se pone en valor la exposición directa e indirecta al sol de las fachadas, que pasan de ser elementos pasivos de cerramiento y decoración, a ser generadores de una energía limpia para uso propio o comercial. ECOCERAVOLT, debido a su diseño, no necesita ser disimulado ni ocultado, como sucede con otros generadores fotovoltaicos.
Estos méritos técnicos e innovadores implican la total optimización del revestimiento instalado además de crear un criterio de sostenibilidad y eficiencia energética.
Palabras clave:Fachada ventilada – Cerámica fotovoltaica - Cerámica ecológica – Eficiencia energética - Construcción Sostenible
Ceramic photovoltaic panel for ventilated façade
Gres de la Mancha, in response to the increasing demand for friendly with the environment products, and realizing towards the use of renewable energies and the energy efficiency in the construction, has developed his new ceramic ecological photovoltaic panel ECOCERAVOLT developed for its use in systems of Ventilated Façade.
ECOCERAVOLT joins the benefits of the ventilated façade (energy saving, thermal - acoustic isolation, increase of the comfort in the buildings, reduction of the emission of CO2, etc.) and the generation of electrical energy without compromising neither the aesthetics of the frontage, not of the building.
This way, it puts itself in value on the direct and indirect exhibition to the sun of the frontages, which happen of being passive elements of closing and decoration, to be generators of a clean energy for proper or commercial use. ECOCERAVOLT, due to its design, does not need to be hidden, as it happens with other photovoltaic generators.
These technical and innovative merits imply the entire optimization of the installed revetment in addition to creating a criterion of sustainability and energy efficiency.
Key words:
Ventilated façade - Ceramic photovoltaic - Ecological ceramic - Energy efficiency – Sustainable Construction
67-74
C. Gil; D. Silvestre; J. Piquer; J. García-Ten; F. Quereda; M. J. Vicente
En el presente trabajo se ha estudiado la viabilidad de fabricar gres porcelánico esmaltado utilizando un sistema de preparación de la composición del soporte más respetuoso con el medio ambiente, lo que implica una reducción importante de los consumos de agua y de energía térmica. El proceso que se estudia en el presente trabajo es el consistente en la molienda vía seca en molino pendular y en la posterior granulación (para obtener un polvo de prensas con fluidez similar a la de los polvos atomizados).
La distinta morfología de los nuevos gránulos obtenidos respecto al polvo atomizado actual, modifica la microestuctura en crudo de las piezas y, con ello, el comportamiento y propiedades finales de las baldosas obtenidas. Por ello, ha sido necesario modificar la mezcla de materias primas y ajustar algunas variables de operación para obtener baldosas de gres porcelánico con las propiedades requeridas (absorción de agua, resistencia mecánica, etc.).
Finalmente, se han fabricado industrialmente piezas de gres porcelánico (50x50 cm2) con el nuevo granulado, mediante un ciclo de cocción convencional, obteniendo unos niveles de calidad idénticos a los que proporciona el polvo atomizado. Estos resultados abren la posibilidad de preparar las composiciones de soporte de gres porcelánico mediante un sistema alternativo al actual, más respetuoso con el medio ambiente y con un menor coste.
Palabras clave:Gres porcelánico, molienda en seco, granulación
Preparation of porcelain tile granulates by more environmentally sustainable processes
This study examines the feasibility of manufacturing glazed porcelain tiles with a more environmentally friendly manufacturing process, by reducing water and thermal energy consumption. The process studied in this paper is dry milling in a pendulum mill, with subsequent granulation (in order to obtain a press powder with similar flowability to that of spray-dried powders).
The different morphology of the new granulate with respect to the standard spray-dried granulate modifies the microstructure of the green compacts and thus, their behaviour and fired tile properties. In order to obtain porcelain tiles with the required properties (water absorption, mechanical strength,…) changes have been made in the raw materials mixture and in the processing variables.
Finally, porcelain tiles measuring 50x50 cm have been manufactured at industrial scale with the new granulate using a conventional firing cycle, obtaining quality levels identical to those provided by the spray-dried granulate. These results open the possibility of preparing porcelain tile body compositions through a manufacturing process alternative to the standard one, more environmentally friendly and with lower costs.
Key words:
Porcelain tile, dry milling, granulation
75-82
S. Mestre, M. D. Palacios, P. Agut
Se ha desarrollado un método simple para sintetizar pigmentos rojos para vidriados cerámicos, basados en nanopartículas de oro protegidas por una cápsula de óxido refractario. Las nanopartíclas de oro con el tamaño adecuado se han obtenido por reacción en medio acuoso entre una disolución de Au(III) y otra de bromuro amónico, manteniendo reducida la concentración de Br- durante el proceso.
El encapsulado de las nanopartículas áureas se ha conseguido adicionando el óxido protector en forma de coloide y coagulándolo a continuación alcalinizando el medio. Posteriormente se incorpora dietilentriamina para favorecer la interacción entre las nanopartículas áureas y las oxídicas, y posteriormente carboximetilcelulosa para elevar la viscosidad del medio, y evitar la segregación y posterior aglomeración de las nanopartículas de oro durante el secado. El residuo seco se puede utilizar directamente como pigmento en vidriados, sin necesidad de tratamientos térmicos posteriores.
Se han ensayado tres óxidos protectores, SiO2, Al2O3 y SnO2, obteniéndose en los tres casos pigmentos con un elevado poder colorante, y que generan rojos con diferentes tonalidades en el vidriado ensayado.
Palabras clave:síntesis, pigmento, nanopartículas, encapsulado
Synthesis of a red pigment from gold nanoparticles
A simple method of synthesising red pigments for ceramic glazes, based on gold nanoparticles protected by a refractory oxide capsule, was developed. Gold nanoparticles of an appropriate size were obtained by reaction in an aqueous medium between an Au(III) solution and an ammonium bromide solution, keeping the Br- concentration low during the process.
The gold nanoparticles were encapsulated by adding the protective oxide in colloid form and subsequently coagulating it, alkalinising the medium. Diethylentriamine was then added to encourage the interaction between the gold nanoparticles and the oxide nanoparticles. This was followed by adding carboxymethylcellulose to raise medium viscosity, and to avoid segregation and subsequent agglomeration of the gold nanoparticles during drying. The dry residue was directly usable as a glaze pigment without requiring further thermal treatments.
Three protective oxides, namely SiO2, Al2O3, and SnO2, were tested. In the three cases, pigments with a high colouring strength were obtained, which gave rise to reds of different shades in the resulting test glaze.
Key words:
synthesis, pigment, nanoparticles, encapsulation
83-88
M. Aguilella, L. Foucard, G. Mallol, M. J. Sánchez, M. López, R. Benages
Los cada vez mayores tamaños de baldosas demandados por el mercado, las mayores exigencias de calidad y la colocación cada vez más similar a la de los productos prensados hacen que, para mantener la competitividad del producto extrudido, sea necesario estrechar los márgenes de tolerancia del tamaño final de las piezas.
Los resultados de este estudio ponen de manifiesto que el agua de amasado tiene una gran influencia sobre la contracción de secado, pero apenas afecta a la contracción de cocción del producto. Este hecho indica que el control de la adición de agua durante el proceso de extrusión se hace indispensable para evitar la variación de la contracción de secado y asegurar, de este modo, una buena estabilidad dimensional del producto final.
Palabras clave:Densidad aparente, Extrusión, Intensidad, Contracción de secado, Calibres.
Study and automatic control of the ceramic tile extrusion operation
The ever-larger tile sizes demanded by the market, the higher quality requirements, and the increasingly similar installation to that of pressed products make it necessary to narrow the tolerance limits of final extruded tile size in order to maintain the product’s competitiveness.
The results of this study show that, though mixing water has a great influence on drying shrinkage, it hardly affects extruded tile firing shrinkage. This indicates that control of the water added in the extrusion process is indispensable in order avoid variations in drying shrinkage and, thus, to assure good dimensional stability of the end product.
Key words:
Bulk density, Extrusion, Intensity, Drying Shrinkage, Calibres.
89-94
E. Bou, M.J. Orts, C. Moreda, A. Gozalbo, R. Gimeno, A. Sánchez
Los vidriados blancos opacificados por esfena, basados en el sistema SiO2-CaO-TiO2, son una alternativa a los vidriados en los que la fase opacificante es el circón. Sin embargo, se ha observado que este tipo de vidriados presentan fotocromismo (cambio de color reversible tras la exposición a una fuente de luz), el cual consiste en la aparición de una tonalidad amarillenta tras someter el vidriado a la luz solar durante varias horas, que desaparece al cabo de varios días. Este efecto hace que la utilización de este tipo de vidriados no se haya generalizado.
En el presente trabajo se establece un método para la cuantificación del efecto fotocrómico mediante el uso de una fuente de luz ultravioleta. La caracterización microestructural de vidriados con distinta tendencia a presentar el efecto fotocrómico ha permitido establecer las posibles causas que provocan el efecto fotocrómico. Finalmente, se han realizado una serie de ensayos que ponen de manifiesto que el efecto fotocrómico está relacionado con las impurezas presentes en el vidriado así como con el tipo y cantidad de fases cristalinas presentes en su seno.
Palabras clave:Vidriados, opacificación, esfena, fotocromismo
Study of the photochromic effect exhibited by sphene-opacified glazes.
White glazes opacified by sphene, based on the system SiO2-CaO-TiO2, are an alternative to the glazes in which the opacifying phase is zircon. However, it has been observed that this type of glaze displays photochromism (reversible change of colour after exposure to a light source), involving the appearance of a yellowish shade after the glaze has been subjected to sunlight for several hours, which then disappears after a few days. This effect has led to limited use of this type of glaze.
In this study, a method of quantifying the photochromic effect by means of a UV light source is established. The microstructural characterisation of glazes with a pronounced tendency to display a photochromic effect has allowed the possible causes of the photochromic effect to be determined. Finally, a series of tests have been conducted that show that the photochromic effect is related to the impurities present in the glaze, as well as to the type and quantity of crystalline phases contained in the glaze.
Key words:
Glazes, opacification, sphene, photochromism
95-102
M. Dal Bó , V. Cantavella , E. Sánchez, D. Hotza, A. Boschi
En este trabajo se analiza el efecto del enfriamiento sobre el comportamiento mecánico y, en particular, sobre las tensiones residuales que aparecen cuando se trabaja con materiales tipo gres porcelánico. Estas composiciones tienen una microestructura muy compleja, donde se encuentran varias fases cristalinas y la fase vítrea dista de ser homogénea. Por ello se planteó trabajar con una composición más sencilla, empleando como material de partida feldespato sódico al que se añadió cuarzo de diferente tamaño de partícula.
Se utilizó un modelo viscoelástico para la estimación de las tensiones residuales que se producen durante el enfriamiento. Los parámetros del modelo se obtuvieron de la bibliografía o se determinaron en ensayos de laboratorio.
Se diseñó un montaje que permitía la medida sin contacto de la temperatura en las superficies superior e inferior de la pieza durante el enfriamiento. Las probetas fueron sometidas a diferentes tipos de enfriamientos y, a continuación, se determinaron las tensiones residuales mediante el método de relajación de las deformaciones por corte.
Palabras clave:tensiones residuales, viscoelasticidad, modelización, enfriamiento, resistencia mecánica
Mechanical modelling of rapid cooling in porcelain tile-type systems
This paper analyses the effect of cooling on mechanical behaviour, in particular, on the residual stresses that appear when materials of the porcelain tile type are involved. However, these compositions have a very complex microstructure, in which there are several crystalline phases and the glassy phase is not homogeneous. In this study a simpler composition was therefore formulated, using sodium feldspar as starting material to which quartz with different particle sizes was added.
A viscoelastic model was used to estimate the residual stresses that develop during cooling. The parameters of the model were obtained either from the literature or were determined in laboratory tests.
An assembly was designed that allowed non-contact measurement of the temperature at the top and bottom surfaces of the test pieces during cooling. The test pieces were subjected to different types of cooling and their residual stresses were then determined by the strain relaxation slotting method.
Key words:
residual stresses, viscoelasticity, modelling, cooling, mechanical strength
103-110
R. Moliner-Salvador, A. Deratani, J. Palmeri, E. Sánchez
Este estudio ha sido emprendido con el fin de acercar la nanofiltración a través de membranas poliméricas al tratamiento de las aguas residuales industriales de la industria cerámica, esperando obtener un agua con la suficiente calidad como para ser reutilizada en el propio proceso productivo o, alternativamente, poder verterla. El estudio se ha centrado en la eliminación de materia orgánica (reducción de D.Q.O) y algunos iones presentes en las aguas residuales, tales como Na+, Mg2+, Cl- y SO42-.
En primer lugar, se ha realizado una simulación del proceso de nanofiltración usando el software NanoFlux. Entre otras cosas, la simulación permite seleccionar las membranas más apropiadas en función del caudal de permeado obtenido y en función del nivel de retención de la sustancia que se desea eliminar. En una segunda parte, se realizaron los ensayos experimentales en un sistema de laboratorio de filtración tangencial que trabaja con membranas planas.
La retención obtenida para las sustancias estudiadas es de aproximadamente el 90%. Todo ello, con un buen caudal de permeado y usando bajas presiones de trabajo. Estos resultados demuestran la viabilidad de la tecnología y su potencial como tratamiento para mejorar la calidad de las aguas residuales de esta industria.
Palabras clave:Nanofiltración, Membrana, Aguas Residuales, Baldosas Cerámicas, Cerámica Roja/Blanca.
Use of nanofiltration membrane technology for ceramic industry wastewater treatment
A study has been undertaken of an advanced wastewater treatment approach using polymer nanofiltration membranes, in an attempt to obtain water of sufficient quality to allow it to be reused in the same production process or, alternatively, to be discharged without any problems. The study has initially focused on the removal of organic matter (reduction of COD) and the most representative ions present in the wastewater, such as Na+, Mg2+, Cl-, and SO42-.
In a first part of the study, with a view to optimising the experimental phase, a simulation has been performed of the nanofiltration process using the NanoFlux software. Among other things, the simulation allows the most suitable membranes to be selected as a function of the permeate flow rate and desired level of retention in the substances to be removed. The subsequent experimentation was carried out in a laboratory tangential filtration system that works with flat membranes.
It was found that retention values of about 90% were obtained for the studied substances, with a good permeate flow rate, using low operating pressures. These results demonstrate the feasibility of the studied technology and its potential as a treatment for improving ceramic industry wastewater quality.
Key words:
Nanofiltration, Membrane, Wastewater, Ceramic Tiles Industry, Red/White Ceramics
111-118
I. Celades, R. Moliner-Salvador, T. Ros-Dosdá, E. Monfort, V. Zaera
El sector de fabricación de baldosas cerámicas ha crecido de forma continuada durante los años que abarcan los tres estudios cuyos datos son comparados en este informe, 1992-2001-2007, ya que la producción se ha duplicado desde el primer al último estudio, aunque si se considera el periodo del último estudio hasta la actualidad, la situación ha sufrido un cambio radical estando ahora mismo en niveles de producción similares al año 1995.
No obstante, a pesar de esta crisis económica mundial en la que se ha visto arrastrado el sector cerámico, merece la pena destacar una constante evolución positiva en todos los aspectos relacionados con los temas medioambientales, tanto en aquellos aspectos relacionados con el comportamiento ambiental de las empresas como en los relacionados directamente con el propio proceso de fabricación. Esta situación en gran parte ha sido forzada por la adopción de numerosa normativa medioambiental, que en líneas generales ha supuesto un endurecimiento de la legislación existente. En este sentido merece la pena destacar la adopción de la normativa IPPC, normativa que afecta prácticamente a la totalidad del sector de baldosas cerámicas, y la aprobación de la Directiva 2003/87/CE, de comercio de derechos de emisión de gases de efecto invernadero.
Palabras clave:Evolución Ambiental, Benchmarking Ambiental, Baldosas Cerámicas, Cerámica Blanca/Roja.
Environmental development of the Spanish ceramic tile manufacturing sector over the period 1992–2007
The Spanish tile manufacturing sector has grown steadily over the years covered by the three benchmark studies, carried out in 1992, 2001, and 2007, from which data are compared in this paper. In that period, production output doubled, although since the last study was published, the situation has undergone a radical change and current production output stands at a level similar to that of 1995.
Nevertheless, despite the world economic crisis, which has also severely impacted the ceramic wall and floor tile sector, it is worth noting that the sector’s environmental parameters have demonstrated a constant and positive trend, both in companies’ individual environmental performance and in the actual manufacturing processes itself. To a large extent, this situation was forced upon the sector as it had to adapt to numerous environmental regulations, which in general terms call for harsher and more stringent conditions than before. In this sense, the adoption of IPPC regulations, which affect practically the entire ceramic tile sector, and the approval of EU Directive 2003/87 establishing a scheme for greenhouse gas emission allowance trading were significant factors.
Key words:
Environmental Development, Environmental Benchmarking, Ceramic Tiles, Red/White Ceramics.
119-126
M.P. Gómez-Tena, E. Zumaquero, MJ. Ibañez , C.Machí, A. Escrig
En el presente trabajo se expondrán las diferentes metodologías de análisis tanto en ambientes laborales como en materias primas. Se hará un repaso de las metodologías existentes, las aproximaciones realizadas, las limitaciones de algunas de ellas, así como las mejores opciones de medida para las distintas materias primas. Asimismo, se hará un examen de los distintos factores que pueden afectar a la precisión y exactitud de los resultados.
La metodologías empleadas para el análisis cuantitativo de cualquiera de los polimorfos, especialmente cuarzo, se centrará en la metodología analítica de difracción de rayos X y respecto a la estimación de esta fracción en materias primas, se evaluarán métodos de cálculo simplificados y experimentales de separación, como pueden ser métodos de separación por centrifugación, por sedimentación y por generación de polvo en ambientes controlados.
Asimismo se hace una revisión de las metodologías utilizadas para la captación de sílice cristalina respirable en polvo ambiental.
Palabras clave: Sílice cristalina respirable, materias primas, métodos de deposición, ensayos no destructivos, métodos de difracción.
Respirable crystalline silica: Analysis methodologies
This paper describes different analysis methodologies in occupational environments and raw materials. A review is presented of the existing methodologies, the approximations made, some of the constraints involved, as well as the best measurement options for the different raw materials. In addition, the different factors that might affect the precision and accuracy of the results are examined.
With regard to the methodologies used for the quantitative analysis of any of the polymorphs, particularly of quartz, the study centres particularly on the analytical X-ray diffraction method. Simplified methods of calculation and experimental separation are evaluated for the estimation of this fraction in the raw materials, such as separation methods by centrifugation, sedimentation, and dust generation in controlled environments.
In addition, a review is presented of the methodologies used for the collection of respirable crystalline silica in environmental dust.
Key words:
Respirable crystalline silica, raw materials, deposition methods, non destructive test, diffraction methods
127-132
J. Serrano, J. M. Castellet, R. Bonaque, A. Poyatos, F. Romero
Para obtener piezas tridimensionales de elevada precisión por prensado en seco se plantea dos líneas: modelar el flujo del material y la deformación durante el prensado; evaluar la distribución de Da en una pieza prensada y usar modelos de contracción que permitan predecir la geometría tras la cocción. Así se podría intervenir en la fase de diseño (geometría funcional y reverso) y del proceso.
Este trabajo expone los estudios llevados a cabo para predecir la geometría final de piezas tridimensionales de tipo lámina obtenidas por técnicas convencionales de prensado, a partir de la distribución de Da en cada punto de la pieza. Para ello se modelaron piezas por el método de los elementos finitos (MEF, en inglés FEM), aplicándoseles procesos de simulación para obtener la deformación en cada punto de la pieza en función de su Da. La validación experimental se realizó usando el método de absorción de RX para la Da y una MMC (máquina de medición por coordenadas) para la geometría.
Palabras clave:Prensado piezas curvas, compensación deformaciones anisótropas, cocción piezas complejas, control densidad aparente (Da)
Pressing, with flat ceramics methods, of curved ceramic parts with high-precision geometry specifications
In order to obtain high-precision three-dimensional pieces by dry pressing, two approaches were studied: modelling the material flow and strain during pressing; and evaluating the bulk density (Da) distribution in a pressed piece and using shrinkage models that allow the post-firing geometry to be predicted. It would thus become possible to act in the design phase (functional geometry and rear) and in the process.
This paper describes the studies carried out to predict the final geometry of three-dimensional pieces of the sheet type obtained by conventional pressing techniques, from the Da distribution in each point of the piece. For this purpose, pieces were modelled using finite element method (FEM), applying simulation processes to obtain the strain at each point of the piece as a function of its Da. The experimental validation was performed using the X-ray absorption method for Da and a CMM (coordinate measuring machine) for the geometry.
Key words:
Curved ceramics pressing, anisotropic deformations compensation, complex tile firing, bulk density control (Da)
133-138
F. G. Melchiades, L. R. dos Santos, S. Nastri y A. O. Boschi
Los agentes fundentes tienen una especial importancia en las composiciones de gres porcelánico, ya que este tipo de baldosa cerámica requiere altos volúmenes de fases vítreas durante el proceso de cocción para eliminar la porosidad abierta. El volumen y la viscosidad de las fases vítreas que se forman durante la cocción controlan el proceso de densificación y, por consiguiente, determinan la temperatura de cocción y la deformación piroplástica.
Los agentes fundentes que se usan habitualmente en las composiciones de gres porcelánico son: feldespatos, filitas (usadas en Brasil) y nefelinas. Estas materias primas no son solubles al agua, lo que las hace particularmente adecuadas para las composiciones de gres porcelánico tradicional producido por vía húmeda. Sin embargo, existe un gran grupo de materias primas solubles que también tienen un gran potencial como fundentes y que podrían utilizarse en los procesos de vía seca.
En este contexto, el objetivo de este trabajo ha sido determinar el potencial fundente de las materias primas solubles al agua, o parcialmente solubles al agua, en una composición de gres porcelánico. La efectividad de varios boratos, es decir, la colemanita, la ulexita, la hidroboracita, así como el carbonato sódico, fueron ensayados en un estudio de tipo comparativo.
Los resultados de este estudio indican que la incorporación de pequeñas cantidades de estos fundentes es suficiente para reducir la temperatura de cocción de forma importante, sin causar una alta deformación piroplástica de los soportes. Los mejores resultados se obtuvieron con las composiciones que contenían hidroboracita.
Este resultado es especialmente relevante para la creación de composiciones alternativas de piezas de gres porcelánico producidas por vía seca. El proceso de vía seca es, en la actualidad, un tema de especial interés, debido a las cuestiones medioambientales y económicas.
Palabras clave:piezas de gres porcelánico, agente fundente, boratos, vía seca, vitrificación
Glazed porcelain tiles produced by the dry route: fluxing raw
Fluxing agents are particularly important in porcelain tile compositions because this type of ceramic tile requires high volumes of vitreous phases during firing to eliminate open porosity. The volume and viscosity of the vitreous phases formed during firing control the densification process and thus determine the firing temperature and pyroplastic deformation.
The fluxing agents commonly employed in porcelain tile compositions are feldspars, phyllites (used in Brazil) and nephelines. These raw materials are water-insoluble, which makes them particularly suitable for compositions of traditional porcelain tile produced by the wet route. However, a large group of water-soluble raw materials also have a good potential to act as fluxing agents and could be used in dry route processes.
In this context, the purpose of this work was to determine the fluxing potential of water-soluble or partially water-soluble raw materials in a porcelain tile composition. The effectiveness of several borates, i.e., colemanite, ulexite, hydroboracite, as well as sodium carbonate, was tested in a comparative study.
The results of this study indicate that small additions of these fluxing agents suffice to greatly reduce the firing temperature without causing high pyroplastic deformation of the bodies. The best results were obtained in compositions containing hydroboracite.
This finding is especially relevant for the creation of alternative compositions of porcelain tiles produced by the dry route. Dry route processing is currently the focus of a great deal of interest due to environmental and economic issues.
Key words:
porcelain tiles, fluxing, borates, dry route, vitrification.
139-144
C. Lázaro, V. Ramón Trilles, F. Gómez, S. Allepuz , D. Fraga y J. B. Carda
A través del siguiente trabajo de investigación, se indica los resultados obtenidos de la introducción de residuos generados por el propio sector cerámico, como es la chamota procedente de tiesto cocido de gres porcelánico y tiesto crudo, lodos y agua procedente de las diferentes operaciones de limpieza, así como también residuos procedentes de otros sectores, como ha sido el vidrio procedente de su reciclado, todo ello, para obtener una baldosa ecológica integral, diseñando para ello un engobe y un esmalte con dichos residuos.
Palabras clave:materias primas, vidrio reciclado, cerámica roja/blanca, esmaltes, propiedades mecánicas
Development of New Ecological Ceramic Tiles by Recycling of Waste Glass and Ceramic Materials
The following research work shows the results of the introduction of waste generated by the ceramic industry, such as the calcined clay from fired porcelain of stoneware and raw biscuit, sludge and cleaning water, as well as waste from other sectors like the recycling glass. In this way, it can be obtained a stoneware porcelain slab, engobe-glaze and satin glaze that contains high percentage of recyclable raw materials.
Key words:
Raw materials, recycling glass, red/white ceramic, glazes, mechanical properties
1
1-6
M. A. Torres, A. Sotelo, Sh. Rasekh, I. Serrano, G. Constantinescu, M. A. Madre, J. C. Diez
Se han obtenido cerámicas termoeléctricas Bi2Sr2Co1.8Ox utilizando varios métodos de síntesis, el clásico por estado sólido, sol-gel y de matriz polimérica. Se han comparado los productos obtenidos por las diferentes vías a través de técnicas de DTA-TGA, difracción de rayos X en polvo, microscopía electrónica de barrido y de caracterización termoeléctrica. Todas las muestras obtenidas por los métodos en disolución poseen una mayor homogeneidad y menor contenido de fases secundarias. La principal diferencia en las propiedades termoeléctricas es debida a la disminución de la resistividad eléctrica en las muestras obtenidas por medio de métodos en disolución, comparado con las que se obtienen por estado sólido. Entre ellas, la reducción de la resistividad es mucho mayor para las que se obtienen por el método de matriz polimérica. Además, los materiales obtenidos por este último método poseen un factor de potencia, a temperatura ambiente, cuatro veces mayor que el obtenido en las sintetizadas por los otros dos métodos estudiados.
Palabras clave:Procesamiento, Propiedades eléctricas, Microestructura, Poder termoeléctrico, Cobaltitas.
Improvement of thermoelectric properties of Bi2Sr2Co1.8Ox through solution synthetic methods
Several solution synthetic methods, sol-gel and a polymeric route, have been studied in order to obtain Bi2Sr2Co1.8Ox ceramics with improved thermoelectric properties, compared to the classical solid state reaction. The products obtained by these different methods have been compared using DTA-TGA, powder X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and thermoelectric characterizations. All the samples obtained by solution synthesis show higher homogeneity and lower content of secondary phases. The main differences in thermoelectrical properties are due to the decrease of electrical resistivity in samples obtained by solution methods, compared with the solid state obtained samples. Between them, the decrease is especially high for those samples prepared by the polymer solution method. Therefore, the polymeric solution synthesis route is shown to yield a power factor four times higher than the obtained for the solid state and sol-gel methods at room temperature.
Key words:
Processing, Electrical properties, Microstructure, Thermopower, Cobaltites.
7-12
M. R. Díaz-Guillén, A. F. Fuentes, J. A. Díaz-Guillén, J. Santamaría y C. León
Se presentan estudios de conductividad ac en conductores iónicos con estructura de tipo pirocloro de fórmula Gd2(ZryTi1-y)2O7 a temperaturas entre -20 y 250ºC y en un rango de frecuencias de 1Hz a 3MHz. Dicho estudio revela que existe un transición de una región de dependencia potencial a una región de dependencia lineal (conocida como régimen de pérdidas dieléctricas constantes o NCL) de la conductividad con la frecuencia en un amplio rango de temperaturas. Esta transición resulta estar térmicamente activada y su energía de activación ENCL es mucho menor que la energía de activación Edc para el proceso de conducción de largo alcance. Los valores de ENCL, a diferencia de Edc, son prácticamente independientes de la composición y por tanto de la concentración de vacancias de oxígeno. Por otro lado y para cada composición, los valores de ENCL= 0.67 ± 0.04 eV son muy similares a los calculados para la energía que los iones necesitan superar para salir de sus pozos de potencial, Ea= 0.69 ±0.05 eV. Los resultados obtenidos soportan la teoría que confirma que el régimen NCL es consecuencia de las vibraciones locales reflejadas en el desplazamiento cuadrático medio de los iones cuando estos permanecen confinados en su pozo de potencial.
Palabras clave:Propiedades eléctricas/dieléctricas. Conductividad. Conductores iónicos
Study of the nearly constant dielectric loss regime in ionic conductors with pyrochlore-like structure
We report on ac conductivity measurement of oxide ion conductors with composition Gd2(ZryTi1−y)2O7 and a pyrochlore-type structure, at temperatures between -20 and 250ºC and in the frequency range from 1 Hz to 3 MHz by using impedance spectroscopy. Results show that a crossover from a power law dependence to a linear frequency dependence (or nearly constant loss behavior) in the ac conductivity can be clearly observed in a wide temperature range. This crossover is found to be thermally activated, and its activation energy ENCL to be much lower than the activation energy Edc for the dc conductivity. We also found that the values of ENCL are almost independent of composition, and therefore of the concentration of mobile oxygen vacancies, unlike those of Edc. Moreover, for each composition, the values of ENCL=0.67±0.04 eV are very similar to those estimated for the energy barrier for the ions to leave their cages, Ea=0.69±0.05 eV. These results support that the nearly constant loss behavior, ubiquitous in ionic conductors, is originated from caged ion dynamics.
Key words:
Electric/dielectric properties. Conductivity. Ionic conductors.
13-18
M. A. Frechero, M. Rocci, Rainer Schmidt, M. R. Díaz-Guillén, O. J. Durá, A. Rivera-Calzada, J. Santamaria y C. Leon
En este trabajo se presentan resultados de medidas de espectroscopia de impedancias realizadas en un bicristal del conductor iónico zirconia estabilizada con itria (YSZ). Utilizando electrodos de tamaño micrométrico se ha podido medir el transporte iónico a través, perpendicularmente, de una única frontera de grano, caracterizando eléctricamente las propiedades de dicha frontera. De este modo se han obtenido los parámetros microscópicos que determinan la distribución de carga en la frontera y por lo tanto el transporte iónico a través de ella, como son la barrera de potencial en la frontera DF = 0.35±0.01 V a 275 ºC, y el espesor de la zona de carga espacial l* = 5±1 Å. Estos valores son significativamente diferentes a los obtenidos anteriormente en muestras cerámicas policristalinas del mismo material, y muestran mejor acuerdo con los valores que predice el modelo de Mott-Schottky para la distribución de carga y el transporte iónico a través de la frontera de grano.
Palabras clave:Conductividad. Bordes de grano. Conductores iónicos.
Electric characterization of grain boundaries in ionic conductors by impedance spectroscopy measurements in a bicrystal
Here we show impedance spectroscopy measurements on a bicrystal of the ionically conducting yttria stabilized zirconia (YSZ). By using micrometer sized electrodes it is possible to measure ionic transport perpendicular to a single grain boundary, and characterize its electrical properties. We are thus able to obtain the microscopic parameters that determine the charge distribution at the grain boundary and the ionic transport through it, as the potential energy barrier DF = 0.35±0.01 V at 275 ºC, and the space charge layer thickness l* = 5±1 Å. These values are significantly different from those previously obtained in polycrystalline ceramic samples of the same material, and show much better agreement with the values predicted by the Mott-Schottky model for the charge distribution and ionic transport through the grain boundary.
Key words:
Conductivity. Grain boundaries. Ionic conductors.
19-24
Doris Rivero, Alvaro García and Lorena Pardo
Se ha modificado un nanoindentador comercial para el uso de puntas metálicas para la medida de ciclos de histéresis en láminas ferroeléctricas bajo carga mecánica y con alta resolución lateral. A este fin, se ha desarrollado un circuito integrador de carga semi-automático. Se ha utilizado el entorno de programación gráfica LabVIEW 8.6 para el control del sistema de adquisición de datos (SAD), un generador de alto voltaje sinusoidal (± 300V) y el circuito integrador en la medida del ciclo. El software desarrollado también realiza la corrección de los ciclos por sustracción de las contribuciones no debidas a la inversión de la polarización ferroeléctrica en la obtención de valores fiables de polarización remanente (Pr) y campo coercitivo (Ec). La representación del ciclo puede hacerse como polarización-campo eléctrico (P-E) o como densidad de corriente- campo eléctrico (J-E). El sistema se ha verificado mediante la medida de ciclos de histéresis en láminas densas de PZT (10μm) sobre sustratos de silicio recubierto con platino. Se ha obtenido resultados coherentes en las medidas utilizando el integrador de carga, el clásico circuito de Sawer y Tower y un electrómetro. Se ha comprobado que no hay artefactos en la medida cuando esta se realiza en el nanoindentador bajo pequeñas cargas que generan deformación cuasi-elástica.
Palabras clave:Nanoindentación; Ferroeléctricos policristalinos; Láminas; Ciclos de histéresis; Sistemas de adquisión de datos
Modification of a commercial nanoindentation system for measurement of hysteresis cycles under mechanical load in polycrystalline ferroelectric films
A commercial hardness-tester by nanoindentation was modified to use metallic indenter tips for the measurement of hysteresis cycles of ferroelectric films under mechanical load and with high lateral resolution. A novel semi-automatic charge integrating module was developed to this aim. LabVIEW 8.6 graphical programming environment was used to control the data acquisition system (DAS), the sinusoidal high voltage generator (± 300V) and the charge integrating module in the measurement of the loops. The software also provides data correction due to non-ferroelectric-switching contributions to obtain reliable remanent polarization (Pr) and coercive field (Ec) values. It also displays the loops both in polarization-field (P-E) and current density-field (J-E) modes. The experimental set-up was validated with measurements on dense PZT films (10μm) on platinised Si substrates. Coherent cycles are obtained using the novel semi-automatic charge integrator , the classical Sawyer and Tower circuit and using an electrometer. Under low indentation load causing quasi-elastic strain, the loops do not show any artifact.
Key words:
Nanoindentation; Polycrystalline Ferroelectrics; Films; Hysteresis loops; Data acquisition systems
25-36
M. Vázquez Rodríguez, F. J. Jiménez Martínez, J. de Frutos
En este trabajo se presenta el estudio realizado para determinar los modelos eléctricos equivalentes de materiales de tipo piezoeléctrico, para evaluar su capacidad como elementos generadores de energía eléctrica. Los diferentes modelos desarrollados a partir de los resultados experimentales registrados, se han utilizado para obtener la estructura óptima de elementos semiconductores a utilizar en la etapa de entrada del sistema de generación y acumulación de energía eléctrica, teniendo en cuenta su morfología, tipo de semiconductor a utilizar y número necesario, así como su comportamiento ante una demanda variable de potencia a suministrar
Palabras clave: Material piezoeléctrico, modelo eléctrico, generación de energía
Power generator models of piezoelectric materials
This paper presents the method to determine electrical equivalent models of piezoelectric materials used as electric power generating elements. The models developed from the experimental results have been used to obtain the type, amount and optimal topological structure of semiconductor elements needed in the input stage of the power generation system, and its behaviour under variable power supply demand.
Key words:
Piezoelectric material, electric model, power generation
37-44
F. J. Jiménez Martínez, J. de Frutos, C. Pastor, M. Vázquez Rodríguez
Se ha desarrollado un sistema electrónico computerizado, portátil y de bajo consumo, denominado Medidor de Velocidad de Vehículos por Ultrasonidos de Alta Exactitud, VUAE. La alta exactitud de la medida conseguida en el VUAE hace que pueda servir de medida de referencia de la velocidad de un vehículo circulando en carretera. Por tanto el VUAE puede usarse como medida de referencia que permita estimar el error de los cinemómetros comerciales. El VUAE está compuesto por n (n≥2) parejas de emisores y receptores piezoeléctricos de ultrasonidos, denominados E-Rult. Los emisores de las n parejas E-Rult generan n barreras de ultrasonidos, y los receptores piezoeléctricos captan la señal de los ecos cuando el vehículo atraviesa las barreras. Estos ecos se procesan digitalmente para conseguir señales representativas. Posteriormente, utilizando la técnica de la correlación cruzada de señales, se ha podido estimar con alta exactitud la diferencia de tiempos entre los ecos captados en cada barrera. Con los tiempos entre ecos y con la distancia entre cada una de las n barreras de ultrasonidos se puede realizar una estimación de la velocidad del vehículo con alta exactitud. El VUAE se ha contrastado con un sistema de velocidad de referencia, basado en cables piezoeléctricos.
Palabras clave:Material Piezoeléctrico, Aplicaciones con piezoeléctricos, Sistemas de medida, Cinemómetro
High Accuracy Piezoelectric Kinemometer
We have developed a portable computerized and low consumption, our system is called High Accuracy Piezoelectric Kinemometer measurement, herein VUAE. By the high accuracy obtained by VUAE it make able to use the VUAE to obtain references measurements of system for measuring Speeds in Vehicles. Therefore VUAE could be used how reference equipment to estimate the error of installed kinemometers. The VUAE was created with n (n≥2) pairs of ultrasonic transmitter-receiver, herein E-Rult. The transmitters used in the n couples E-Rult generate n ultrasonic barriers and receivers receive the echoes when the vehicle crosses the barriers. Digital processing of the echoes signals let us to obtain acceptable signals. Later, by mean of cross correlation technics is possible make a highly exact estimation of speed of the vehicle. The log of the moments of interception and the distance between each of the n ultrasounds allows for a highly exact estimation of speed of the vehicle. VUAE speed measurements were compared to a speed reference system based on piezoelectric cables.
Key words:
Piezoelectric material, Piezoelectric Applications, Measurement Systems, Kinemometer
45-54
E. Menéndez y J. de Frutos
En este trabajo, se estudia como generar de manera acelerada fenómenos expansivos en el interior de materiales cementicios compuestos considerando la posibilidad de utilizar como elementos de adicción tanto cenizas volantes como escorias. Se presentan resultados de la monitorización de estos procesos desde su etapa inicial y se caracterizan química, microestructural y cristalográficamente mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de electrones retrodispersados, energías dispersivas de rayos X y porosimetría de mercurio. Estos datos se complementan con valores de comportamiento mecánico de los materiales para determinar su funcionalidad. Como resultado de estos estudios, se propone un modelo de generación y progresión de microgrietas para cada uno de los procesos de alteración estudiado.
Palabras clave:Envejecimiento, reacción expansiva, microgrietas, propiedades mecánicas
Generation and characterization of microcracks in structural materials
In this paper, we study how to generate and accelerate, expansive phenomena within cementitious composites, considering elements of addiction using both fly ash and slag. We present results of monitoring of these processes from the beginning and characterize chemical, microstructural, and crystallographic by X-ray diffraction, backscattering electron microscopy, X-ray dispersive energy and mercury porosimetry. These data are supplemented with values of mechanical behavior of materials to determine their functionality. As a result of these studies, we propose a model for the generation and progression of microcracks for each alteration processes studied.
Key words:
Aging, expansive reaction, microcracks, mechanical properties
55-60
D.G. Calatayud, M. Rodríguez, B. Gallego, D. Fernández-Hevia, T. Jardiel
La producción de hidrógeno a partir de agua mediante el empleo de semiconductores cerámicos con propiedades fotocatalíticas ha adquirido especial relevancia en los últimos años, debido a su potencial uso para la obtención de hidrógeno de un modo directo y limpio. En la búsqueda de nuevos materiales que presenten propiedades fotocatalíticas en la región visible del espectro solar, el dopado con metales de transición ha demostrado ser un método eficaz de adecuar los valores de band gap del semiconductor. En este trabajo se aborda el estudio del efecto de la adición de distintos dopantes (Fe, Ni, Cr, Mn, Co, Cu) sobre la estructura y valor de band gap del Bi4Ti3O12, con el objetivo de mejorar su actividad fotocatalítica y hacerlo activo en el visible. En este sentido se han preparado materiales dopados basados en BIT por procesamiento en estado sólido, obteniéndose distintas proporciones de una fase adicional con estructura tipo silenita, Bi12TiO20. Como consecuencia del dopado se produce un desplazamiento de los espectros de absorción a mayores longitudes de onda, y por tanto a menores valores del band gap. Los valores obtenidos de los band gaps son bastante prometedores para muchas de las composiciones, promoviendo el estudio de sus propiedades fotocatalíticas.
Palabras clave:Fotocatálisis, dopado, Bi4Ti3O12, band gap, UV-visible
Preparation of Photocatalytic Materials Based on Bi4Ti3O12 Doped with Transition Metals
The production of hydrogen from water using ceramic semiconductors with photocatalytic properties has gained special relevance in the last years, due to their potential use for the generation of hydrogen in a direct and clean way. Doping with transition metals has demonstrated to be an effective method to obtain new active photocatalysts in the visible range of the solar spectrum by changing the band gap of the material. In this paper we study the effect of the addition of various dopants (Fe, Ni, Cr, Mn, Co, Cu) in the structure and band gap of Bi4Ti3O12, in order to improve its photocatalytic activity and make it visible light active. Accordingly, doped BIT based materials have been obtained by solid state processing and different amounts of an additional phase with sillenite structure, Bi12TiO20, have been detected. With the dopant a shift of the absorption spectra is produced towards higher wavelengths and consequently towards lower band gap values. The band gap values obtained for many of the prepared compositions are quite promising, promoting the study of their catalytic properties
Key words:
Photocatalyst, doping, Bi4Ti3O12, band gap, UV-visible
61-66
A.M. Cruz, Y. Reyes, B. Gallego, D. Fernández-Hevia, M. Peiteado
Típicamente el Óxido de Titanio se incorpora a la formulación de varistores basados en ZnO dopado con Bi2O3 para favorecer un crecimiento de los granos de ZnO, lo que determina su aplicación en dispositivos de bajo voltaje. Sin embargo su incorporación en formulaciones basadas en el ternario ZnO-Bi2O3-Sb2O3 (sistema ZBS), características de aplicaciones de alto voltaje, es algo que apenas se ha analizado. En este trabajo se ha comprobado que lejos de favorecer el crecimiento de los granos de ZnO, la incorporación de TiO2 a sistemas basados en dicho ternario ZBS lleva a un mayor control de la microestructura de estos electrocerámicos, y esto además se traduce en una apreciable mejoría de su respuesta eléctrica.
Palabras clave:Varistores de ZnO, microestructura, espinela, crecimiento de grano
Control of microstructure in TiO2-doped ceramic varistors based in the ZnO-Bi2O3-Sb2O3 system
Typically Titanium oxide is added to the formulation of Bi2O3-doped ZnO based varistors to enhance the growth of ZnO grains, thus allowing their application in low voltage devices. However its incorporation to formulation based on the ZnO-Bi2O3-Sb2O3 (ZBS system), characteristic of high voltage applications has not been analyzed jet. In this contribution it has been verified that far from promoting the ZnO grain growth, the incorporation of TiO2 to varistor formulations based on this ZBS ternary system leads to a better control of the varistor microstructure, which in turns causes an appreciable improvement of its electrical response.
Key words:
ZnO varistors, microstructure, spinel, grain growth.