Boletines Sociedad de Cerámica y Vidrio

1-14

Effect of the pH pre-adjustment on the formation of In2W3O12 and In6WO12 powders: Cluster coordination and optical band gap

Rafael Texeira de Paiva, Içamira Costa Nogueira, Júlio César Sczancoski, Pablo Santana Lemos, José Milton Elias Matos, Reginaldo Silva Santos, Elson Longo, Laécio Santos Cavalcante

In this communication, diindium tristungstate (In2W3O12) and hexaindium tungstate (In6WO12) powders were synthesized by the co-precipitation method at different pH values and heat treatment at 1073K for 2h. X-ray diffraction patterns and Rietveld refinements were employed to analyze the long-range structural ordering as well as quantify the presence crystallographic phases, respectively. All powders obtained in pH ranging from 2 to 3.5 exhibited a mixture of In2W3O12 and gamma-tungsten oxide (γ-WO3) phases. When prepared at pH close to 4, the powders presented both In2W3O12 and In6WO12 phases. All these crystalline structures were simulated in a three-dimensional visualization program by adopting the Rietveld refinements analysis as input data. The ultraviolet–visible spectra were employed to estimate the optical band gap energy of all powders for the first time.

Key words:In2W3O12 In6WO12 Rietveld refinement Clusters Optical band gap

Efecto del preajuste de pH en la formación de polvos In2W3O12 e In6WO12: coordinación de grupo y banda óptica

En esta comunicación, los polvos tristungstate de diindio (In2W3O12) y tungstato de hexaindio (In6WO12) se sintetizaron mediante el método de co-precipitación a diferentes valores de pH y tratamiento térmico a 1.073K durante 2h. Se emplearon patrones de difracción de rayos X y refinamientos de Rietveld para analizar el ordenamiento estructural de largo alcance y cuantificar las fases cristalográficas de presencia, respectivamente. Todos los polvos obtenidos en un pH de 2 a 3,5 mostraron una mezcla de fases In2W3O12 y óxido de tungsteno gamma (γ-WO3). Cuando se prepararon a un pH cercano a 4, los polvos presentaron las fases In2W3O12 e In6WO12. Todas estas estructuras cristalinas se simularon en un programa de visualización tridimensional mediante la adopción del análisis de refinamiento de Rietveld como datos de entrada. Los espectros ultravioleta-visibles se emplearon para estimar la energía del intervalo de banda óptica de todos los polvos por primera vez.

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Palabras clave: In2W3O12 In6WO12 Refinamiento Rietveld Clústers Brecha de banda óptica

15-24

Comparative analyses of the infiltration of Al–Cr–O and Mg–Cr–O refractories by molten phases in the copper-making process using the sessile drop technique

Ismael Pérez, Ignacio Moreno-Venta, Roberto Parra, Eugenia Araneda, Guillermo Ríos

The refractory used in the pyrometallurgical furnaces is periodically replaced because of wear. Refractory wear is determined by contact with the molten phases that interact with the refractory, in which chemical reactions are significant. Molten phases penetrate the refractory structure through the open porosity, this condition often being the first step in the complex phenomena of wear in these materials.

In this work, the infiltration of Mg–Cr–O and Al–Cr–O industrial refractories by the molten phases in the copper-making process has been studied by adapting the sessile drop technique usually associated with wetting studies. An evaluation of the volume of liquid infiltration and the time needed to reach the maximum level were compared for three types of industrial refractories and three types of molten phases: fayalitic slag, matte and copper. An experimental analysis of the wetting behavior of those molten phases on the principal constituents of the refractories tested was developed to better understand the results.

Key words:Refractory Infiltration Magnesia–chromite Alumina–chromite Wetting

Análisis comparativo de la infiltración de refractario de Al-Cr-O y Mg-Cr-O por fases fundidas del proceso de fabricación de cobre usando la técnica «sessile drop»

El refractario usado en los hornos pirometalúrgicos sufre desgaste a lo largo de su vida de operación, por lo que debe ser reemplazado periódicamente. Este desgaste está provocado fundamentalmente por la interacción con las fases fundidas que interactúan con el mismo. Las fases fundidas penetran en la estructura refractaria a través de la porosidad abierta, siendo este primer paso en los complejos fenómenos de desgaste que se llevan a cabo en estos materiales.

Específicamente, en este trabajo se ha estudiado la infiltración de los refractarios industriales de Mg-Cr-O y Al-Cr-O por las fases fundidas del proceso pirometalúrgico de fabricación de cobre, mediante la adaptación de la técnica «sessile drop», la cual generalmente se encuentra asociada a estudios de mojabilidad. Los parámetros fundamentales a comparar han sido el volumen de infiltración y el tiempo necesario para alcanzar el nivel máximo infiltrado para tres tipos de refractarios industriales y tres tipos de fases fundidas (escoria fayalítica, mata y cobre). Además, de cara a comprender mejor los resultados obtenidos, se ha desarrollado un análisis experimental del comportamiento de la mojabilidad de esas fases fundidas sobre los principales constituyentes de los refractarios mencionados.

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Palabras clave: Refractario Infiltración Magnesia-cromita Alúmina-cromita Mojabilidad

25-30

The preparation of meso-porous membranes from Tunisian clay

Naoufel Kamoun, Fakher Jamoussi, Miguel A. Rodríguez

This study has focused on the development of porous materials from representative Tunisian clay. The first step was the characterization of the clay through powder X-ray diffraction (XRD), thermal analysis and evaluation of its plasticity. With this data, an extrusion paste was prepared, mixing the clay with 26% water. This paste was extruded in the form of a tube and after a study of its thermal behavior; it was sintered at 850°C for 2h. The behavior of the prepared membranes was evaluated by measuring their porosity, permeability and mechanical strength mainly. The membranes thus obtained showed an acceptable porosity of about 36%, with a pore diameter of about 30nm and mechanical strength of 12MPa.

Key words:Clay Membranes Mechanical properties Porosity

Preparación de membranas mesoporosas a partir de una arcilla tunecina

Este estudio se ha centrado en el desarrollo de materiales porosos a partir de arcillas representativas de Túnez. El primer paso consistió en la caracterización de la arcilla mediante difracción de rayos X (DRX), el análisis térmico y la evaluación de su plasticidad. Con estos datos, se preparó una pasta de extrusión, mezclando la arcilla con 26% de agua. Esta pasta se extruyó en forma de tubo y, tras un estudio de su comportamiento térmico, se consolidó a 850° C durante 2hrs. El comportamiento de las membranas preparadas se evaluó midiendo su porosidad, permeabilidad y resistencia mecánica fundamentalmente. Las membranas obtenidas mediante este procedimiento mostraron una porosidad aceptable, de aproximadamente el 36%, con un diámetro de poro de aproximadamente 30nm y una resistencia mecánica de 12MPa.

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Palabras clave: Arcilla Membranas Propiedades mecánicas Porosidad

31-43

Synthesis and characterization of low cost nanosilica from sodium silicate solution and their applications in ceramic engobes

Hamdy El-Didamony, Ezzat El-Fadaly, Ahmed A. Amera, Ibrahime H. Abazeed

Nanosilica (NS) powders were synthesized from sodium silicate solution (SSS) and their effects on ceramics engobes were investigated. Synthesized NS powder was subjected to various characterization studies by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffractometry (XRD), X-ray fluorescence spectroscopy (XRF), Brunauer–Emmett–Teller (BET) method, Fourier transform infrared measurements and gravimetric/differential thermal analysis (TGA and DTA) techniques. The results indicate that the synthesized NS consisted of pure silica particles (96.8%) with the particle size in the range 8.64–18.31nm, amorphous structure having surface area 160.29m2/g and the thermal analysis show that the weight losses of 6.23. The study showed that NS powder significantly improved physico-chemical properties of prepared ceramics engobes such as whiteness, thermal expansion coefficient (TEC), the crystallinity, water absorption (WA), linear shrinkage (LSH), breaking strength and bulk density (BD). The study can serve as theoretical basis for further traditional ceramics applications of NS powder. The best results were found when the NS powder content increases, whiteness as well as linear shrinkage increased whereas thermal expansion coefficient, water absorption and bulk density decreased.

Key words:Nanosilica Engobe Thermal expansion coefficient Water absorption

Síntesis y caracterización de nanosilica de bajo costo a partir de una solución de silicato de sodio y sus aplicaciones en cerámica

Se sintetizaron polvos de nanosilica (NS) a partir de una solución de silicato de sodio (SSS) y se investigaron sus efectos sobre los engobes de cerámica. El polvo de NS sintetizado se sometió a diversos estudios de caracterización mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM), difractometría de rayos X (DRX), espectroscopía de fluorescencia de rayos X (FRF), método Brunauer-Emmett-Teller (BET), transformada de Fourier. Mediciones infrarrojas y técnicas de gravimetría/análisis térmico diferencial (TGA y DTA). Los resultados indican que el polvo de NS sintetizado consistió en partículas de sílice pura (96.8%) con el tamaño de partícula en el rango (8.64-18.31), estructura amorfa que tiene un área de superficie de 160.29m2/g y el análisis térmico muestra que las pérdidas de peso de 6.23. El estudio demostró que el polvo de NS mejoró significativamente las propiedades físico-químicas de las cerámicas preparadas como la blancura, el coeficiente de expansión térmica (TEC), la cristalinidad, la absorción de agua (WA), el encogimiento lineal (LSH), la resistencia a la rotura y la densidad aparente (BD). El estudio puede servir como base teórica para otras aplicaciones de cerámica tradicional del polvo de NS. Los mejores resultados se encontraron cuando aumenta el contenido del polvo de NS, la blancura y la contracción lineal aumentaron, mientras que el coeficiente de expansión térmica, la absorción de agua y la densidad aparente disminuyeron.

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Palabras clave: Nanosilica Engobe Coeficiente de expansión térmica Absorción de agua

44-48

Digital decoration for ceramic tiles: The effect of glazes particle size distribution on the inkjet decoration

Leidy Johana Jaramillo Nieves, , Ana V. Lot, Fábio Gomes Melchiades, Anselmo O. Boschi

After the consolidation of the digital decoration technology in the ceramic tile industry, digital glazing is the next step toward a fully digital decoration line. To make this possible, a key requirement, regarding glaze suspensions characteristics, is the reduction of the actual particle size of the solids. In this context, the objective of this work is to evaluate the effect of the particle size distribution of frits used to produce a transparent glaze on the glaze layer characteristics and the ink behavior over the same. A frit was milled under different conditions. The milling process has mainly reduced the size of the larger particles, leading to narrower particle size distributions. As the distribution curves narrowed, the particles packing efficiency in the glaze layer decreased. For these more porous layers, faster ink absorption into the surface pores and a consequent more limited ink spreading were observed, which leaded to the production of smaller dots. Thus, changes in granulometry of the glaze raw materials affected not only the glaze layer porous structure, but also aspects of the image quality.

Key words:Ceramic glaze Particle size Porosity Digital decoration

Decoración digital para baldosas cerámicas: el efecto de la distribución del tamaño de partícula de los esmaltes en la decoración por inyección de tinta

Después de la consolidación de la tecnología de decoración digital en la industria de las baldosas cerámicas, la esmaltación digital es el siguiente paso hacia una línea de decoración completamente digital. Para hacer esto posible, un requisito clave, con respecto a las características de las suspensiones de esmalte, es la reducción del tamaño de partícula actual de los sólidos. En este contexto, el objetivo de este trabajo es evaluar el efecto de la distribución del tamaño de partícula de las fritas utilizadas para producir un esmalte transparente en las características de la capa de esmalte y el comportamiento de la tinta sobre el mismo. La frita fue molida en diferentes condiciones. El proceso de molienda redujo principalmente el tamaño de las partículas más grandes, lo que lleva a distribuciones de tamaño de partícula más estrechas. A medida que las curvas de distribución se estrecharon, la eficiencia del empaquetamiento de las partículas en la capa de esmalte disminuyó. Para estas capas más porosas, se observó una absorción más rápida de la tinta en los poros de la superficie y una consiguiente propagación de la tinta más limitada, lo que condujo a la producción de puntos más pequeños. Por lo tanto, los cambios en la granulometría de las materias primas del esmalte afectaron no solo a la estructura porosa de la capa de esmalte, sino también aspectos de la calidad de la imagen.

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Palabras clave: Esmalte cerámico Tamaño de partícula Porosidad Decoración digital

1

Vol 59, N° 1 (2020) - Enero / Febrero

Effect of the pH pre-adjustment on the formation of In2W3O12 and In6WO12 powders: Cluster coordination and optical band gap

Efecto del preajuste de pH en la formación de polvos In2W3O12 e In6WO12: coordinación de grupo y banda óptica

Comparative analyses of the infiltration of Al–Cr–O and Mg–Cr–O refractories by molten phases in the copper-making process using the sessile drop technique

Análisis comparativo de la infiltración de refractario de Al-Cr-O y Mg-Cr-O por fases fundidas del proceso de fabricación de cobre usando la técnica «sessile drop»

The preparation of meso-porous membranes from Tunisian clay

Preparación de membranas mesoporosas a partir de una arcilla tunecina

Synthesis and characterization of low cost nanosilica from sodium silicate solution and their applications in ceramic engobes

Síntesis y caracterización de nanosilica de bajo costo a partir de una solución de silicato de sodio y sus aplicaciones en cerámica

Digital decoration for ceramic tiles: The effect of glazes particle size distribution on the inkjet decoration

Decoración digital para baldosas cerámicas: el efecto de la distribución del tamaño de partícula de los esmaltes en la decoración por inyección de tinta

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