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829-842
J.M. BENITO, A. CONESA, M.A. RODRÍGUEZ
Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC), 28049 Cantoblanco, Madrid
Esta revisión resume los últimos avances en tecnología de membranas cerámicas. En los últimos años estas membranas y sus módulos vienen compitiendo con las membranas orgánicas en muchas aplicaciones debido a que muestran una alta estabilidad térmica y química, un largo periodo de funcionamiento y una gran facilidad para ser limpiadas. Uno de los métodos usados para su obtención es el proceso sol-gel, el cual es considerado uno de los mejores para la síntesis de membranas cerámicas debido a su facilidad para conseguir membranas delgadas de tamaños de poro nanométrico y con estrechas distribuciones de tamaño de poro. Métodos de caracterización tales como medidas de permeabilidad, punto burbuja, adsorción-desorción de N2, porosimetría de Hg y microscopía permiten conocer la estructura de la membrana.
Palabras clave: Membranas, cerámica, obtención, caracterización, sol-gel.
843-848
J.J. CORONEL, R. JANSSEN, N. CLAUSSEN
Advanced Ceramics Group, Technical University Hamburg-Harburg, Denickestrasse 15, 21073 Hamburgo, Alemania
En este trabajo se demuestra la posible aplicación de suspensiones parafínicas para la formación mediante inyección o extrusión de piezas cerámicas con forma compleja. Las suspensiones fueron preparadas a partir de polvos cerámicos y metal-cerámicos. La eliminación de los componentes orgánicos así como las propiedades mecánicas después del sinterizado (resistencia a la ruptura σB y tenacidad a la fractura KIc) también fueron evaluadas.
Palabras clave: Moldeo por inyección, extrusión, superficie específica, viscosidad, propiedades mecánicas.
849-854
F. LUCAS1, A. BELDA1, F.J. TORRES2, J. ALARCÓN2
1Departamento de I+D. FRITTA S.L. Castellón, España
2Departamento de Química Inorgánica. Universidad de Valencia. 46100 Burjassot (Valencia), España
En este trabajo se presenta una metodología para desarrollar vidriados vitrocerámicos basados en piroxeno. En primer lugar se ha estudiado, mediante difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, el efecto de diferentes aditivos en la cristalización monofásica de piroxeno a partir de vidrios en el sistema CaO·MgO·Al2O3·SiO2. Posteriormente, se han determinado los intervalos de sinterización y características térmicas de los vidrios, mediante microscopía de calefacción y dilatometría. Finalmente, con los vidrios seleccionados se han preparado piezas esmaltadas mediante tratamientos térmicos utilizados habitualmente en la industria de pavimento y revestimiento, comprobando la reproducibilidad de las características microestructurales obtenidas en los estudios iniciales en vidrios. Se han medido sobre las piezas esmaltadas diferentes propiedades que permiten confirmar su potencial aplicación en procesados industriales de monococción y/o bicocción.
Palabras clave: vidriado vitrocerámico, piroxeno, microestructura, propiedades mecánicas.
855-862
R.I. MERINO, J.I. PEÑA, V.M. ORERA, A. LARREA Y A.J. SÁNCHEZ-HERENCIA*
Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón, CSIC-Universidad de Zaragoza, E-50009 Zaragoza, España
*Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, E-28049 Madrid, España
Se presenta un procedimiento para la densificación y/o texturado superficial de cerámicas de Al2O3-YSZ (circona estabilizada con itria) con composición eutéctica mediante fusión zonal asistida por láser. Haciendo un barrido con la radiación proveniente de un láser de potencia sobre piezas cerámicas conseguimos modificar la microestructura y densificar completatmente la capa superficial, con un espesor que va de 30 a 1000 µm. Por ejemplo, con línea estrecha de láser de diodo, fluencia de 1.23 kW/cm2 y velocidades de barrido de 0.14 mm/s, solidificamos capas de 560 µm. El resultado es una superficie de baja rugosidad y no porosa. La microestructura de la muestra es fina debido a su composición eutéctica. La interfase sólido-líquido en el proceso de crecimiento determina la orientación de la microestructura. Se estudia la forma de esta interfase tanto en cortes transversales como longitudinales, lo que permite analizar el efecto que sobre la microestructura tiene la superposición de barridos, que es una alternativa para tratar superficies extensas. Macroscópicamente la frontera entre barridos contiguos es suave. Sin embargo, su microestructura presenta discontinuidad en el espaciado entre las fases debido a la evolución microestructural en la región no fundida sometida a altas temperaturas y a la nucleación preferencial de Al2O3 al comenzar el crecimiento cristalino. Se analizan distintas posibilidades para disminuir el choque térmico inherente al proceso y que conduce a la formación de grietas paralelas a la dirección de procesado y de delaminación. Se observa una mejora importante cuando se precalienta la pieza a tratar, de modo que es posible procesar superficies de cerámicas eutécticas 99% densas.
Palabras clave: eutéctico, Al2O3, YSZ, tratamiento superficial con láser.
863-868
D.A. CORTÉS, A. MEDINA, J.C. ESCOBEDO, S. ESCOBEDO, M.A. LÓPEZ
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN-Unidad Saltillo
Se utilizó un método biomimético con el fin de bioactivar la superficie de dos aleaciones base cobalto. Después de tratarse química y térmicamente, los sustratos se colocaron sobre wollastonita o biovidrio dentro de una solución fisiológica por 21 días. Se utilizaron dos soluciones, una con una concentración cercana a la del plasma sanguíneo humano (SBF) y otra con una concentración 1.5 veces la de la anterior (1.5SBF). Además de sumergir los sustratos por 21 días en SBF o 1.5SBF, se trataron algunas muestras por 7 días en SBF con material bioactivo + 14 días en 1.5SBF (método de re-inmersión). Se realizaron también pruebas sin la presencia de material bioactivo.
Se formó una capa de apatita de características similares a las de la fase mineral del hueso en la superficie de las muestras tratadas con wollastonita y biovidrio en todos los casos. Las capas cerámicas de morfología más similar a la observada en los sistemas bioactivos existentes se obtuvieron utilizando el proceso de re-inmersión en presencia de wollastonita. No se presentó la formación de apatita en la superficie de las muestras tratadas sin material bioactivo, a excepción de los casos en los que se utilizó el método de re-inmersión.
Palabras clave: Aleaciones base cobalto, Wollastonita, Biovidrio, Bioactividad, Métodos biomiméticos
869-876
J.C. Rendón-Ángeles1, L.M. Valadez-Farias1, J.L. Rodríguez-Galicia1, J. Méndez-Nonell1,2, J. López-Cuevas1.
1Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Saltillo, Apdo. Postal 663, Saltillo 25000, Coah, México.
2Centro de Investigación en Química Aplicada, Saltillo 25100, Coah, Mexico.
En el presente trabajo se prepararon tres soluciones sólidas de cromita de lantano del tipo La0.8Ca0.2Cr1-xAlxO3, donde Al= 5 y 10 % molar, y una de composición LaCr0.9Al0.1O3. La preparación del gel precursor se llevó a cabo mezclando soluciones de Cr(NO3)3 y AlCl3 en dos diferentes relaciones volumétricas (9.5:0.5 y 9:1). El pH de la solución se ajustó a un valor de 13 mediante la adición del medio de coprecipitación (solución de NaOH 0.5 M). Posteriormente se agregaron las soluciones de las sales LaCl3 y CaCl2 en una relación volumétrica de 8:2. De acuerdo a los termogramas, se determinó que el pico correspondiente a la trasformación cristalina del gel amorfo inicia por debajo de los 750°C. De acuerdo a estos resultados, la cristalización del gel coprecipitado se realizó mediante tratamiento térmico a 900ºC por 3 horas, en atmósfera de aire. Los polvos obtenidos fueron compactados mediante prensado isostático en frío a 200 MPa, y las pastillas fueron sinterizadas a temperaturas en el rango de 1300-1500ºC por intervalos de tiempo de 1, 3, 5 horas en atmósfera de aire. Las densidades máximas alcanzadas para las soluciones sólidas de Ca2+ fueron mayores al 95% de la densidad teórica del compuesto cromita de lantano.
Palabras clave: Soluciones Sólidas de Cromita de lantano, Coprecipitación, Medio Alcalino, Polvos Namométricos, Sinterización.
877-882
J. GARCIA-GUINEA (1), D. HOLE (2), A. FINCH (3), V. CORRECHER (4), F.J. VALLE-FUENTES (5), N. CAN (6), P. D. TOWNSEND (2)
(1) Museo Nacional Ciencias Naturales, . Madrid E-28006 Spain
(2) Univ Sussex, Sch Engn & Informat Technol. E Sussex, UK
(3) Centre for Advanced Materials, University St Andrews. Fife KY16 9AL UK
(4) CIEMAT. Madrid E-28040 Spain
(5) Instituto de Cerámica y Vidrio (ICV/CSIC) . Madrid E-28049 Spain
(6) Celal Bayar Univ, Faculty of Arts and Sciences, Physics Department, Manisa, Turkey
El requerimiento de propiedades físicas muy controladas en los nuevos materiales cerámicos precisa de nuevas técnicas de caracterización de defectos estructurales. Al incidir sobre un material un flujo de iones ligeros, como 11H+, 21H+, 32He+ y 42He+, acelerados a energías de MeV, estos iones pueden penetrar varias micras en muchos materiales emitiendo un fuerte espectro luminiscente con mucha información sobre defectos estructurales. Se presentan algunos ejemplos de espectros de ionoluminiscencia de silicatos de uso cerámico con diferentes tipos de defectos como Mn2+, Fe3+, Ti4+ en cuarzo, Dy3+ en circón, maclados tartán en microclina y estrés espontáneo y potasio en albita. En tectosilicatos a temperaturas criogénicas se aprecia una reorganización del par Mn2+ y Fe3+ mas un crecimiento de las emisiones espectrales ultravioleta-azules atribuibles a mecanismos de estrés en redes silicatadas. En nesosilicatos (circón) se observan diferencias como presencia de tierras raras (Dy3+) y reducción selectiva de algunos picos ultravioleta-azules (340 y 400 nm).
Palabras clave: Ionoluminescencia, Cuarzo Rosa, Circón, Albita, Microclina
883-890
L. TÉLLEZ (1), F. RUBIO (2), R. PEÑA-ALONSO (2), J. RUBIO (2)
(1) Departamento de Metalurgia y Minerales, ESIQIE-Instituto Politécnico Nacional, UPALM-Zacatenco, México. e-mail: icvt343@icv.csic.es
(2) Departamento de Química-Física de Superficies y Procesos. Instituto de Cerámica y Vidrio. CSIC. Campus Cantoblanco. 28049 Madrid.
Se han preparado materiales híbridos por medio de reacciones de hidrólisis y condensación de alcóxidos de Si y Ti (TEOS y TBT, respectivamente) y de reacciones de copolimerización de éstos con polidimetilsiloxano (PDMS). Se han estudiado las citadas reacciones mediante espectroscopia FT-IR, desde el mismo comienzo hasta la obtención del material final. La hidrólisis del TEOS así como la autocondensación del os grupos Si-OH generados tanto para formar cadenas entrecruzadas como lineales se han seguido mediante las bandas situadas a 880, 1180 y 1150 cm-1, respectivamente. La policondensación de dichos grupos con PDMS se ha seguido por la banda a 850 cm-1. Por otro lado, la hidrólisis del TBT y la autocondensación de grupos Ti-OH se han seguido por la banda situada a 1130 y por la variación de la absorbancia en la región espectral 770-510 cm-1, respectivamente. La formación de enlaces Si-O-Ti por condensación de grupos Si-OH y Ti-OH se ha seguido mediante la banda a 936 cm-1. Los resultados obtenidos han mostrado que las reacciones de hidrólisis y policondensación dependen de la concentración de TBT en el medio de reacción. La formación de estructuras entrecruzadas de enlaces Si-O-Si se ve favorecida por el TBT, si bien por el contrario éste impide la reacción de copolimerización TEOS-PDMS. La autocondensación de grupos Si-OH y Ti-OH es muy rápida dando lugar a enlaces Si-O-Si y Ti-O-Ti, respectivamente. También se forman enlaces Si-O-Ti en los comienzos de la reacción, sin embargo éstos tienden a desaparecer en el transcurso de la misma. Finalmente se ha estudiado la variación de la concentración de cadenas cíclicas y lineales de PDMS durante toda la reacción.
Palabras clave: Ormosil, sol-gel, hidrólisis, condensación, FT-IR.