CMEmaterials - Electrofós

Òxid de beril·li (BeO)

editor — Wed, 22 May 2013 09:31:29 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Composició química:

BeO

Estructura hexagonal ( a = 2.698 Å i c = 4.38 Å )

Grup espacial : P₆3mc

Les propietats poden variar en funció del grau de porositat

Propietats generals

Densitat:

2.85 g/cm³

Preu:

Preu: 28.3 - 42.4 EUR/Kg

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

340 - 400 GPa

Coeficient de Poisson:

0.26 - 0.34

Mòdul de compresibilitat (GPa):

1550 - 1850 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

1 - 2.5 MPa·m_1/2

Duresa:

A la temperatura de:	Duresa Vickers
T_amb	1.1e3 - 1.3e3

Propietats elèctriques

Observacions:

Resistència dielèctrica alta

Propietats tèrmiques

Temperatura de fusió:

2527 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient de dilatació tèrmica lineal
20 º C	6.40 μm/m·ºC
500 ºC	7.20 μm/m·ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temeratura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	245 - 265 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacitat calorífica específica
25ºC	10₂₀ - 11_{20 J·K-1·Kg-1}

Observacions:

Elevada resistivitat volumètrica.

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.72 - 1.73

Propietats tecnològiques

Temperatura màxima d’utilització:

1800 -1900 ºC

Resistència al xoc tèrmic:

Bona resistència a l'impacte tèrmic.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

àcids concentrats:dolenta, àcids diluïts: acceptable

Resistència als àlcalis:

acceptable

Observacions:

Químicament estable fins als 2000 ºC.

Transparent a la radiació microones.

halógens: acceptable metalls: bona

Obtenció

Observacions:

Es tracta el mineral beril pulveritzat amb àcid sulfúric concentrat, obtenint-se una dissolució de sulfat de beril·li i de sulfat d'alumini. El sulfat d'alumini es separa amb sulfat amòni, es filtra i cristal·litza el sulfat de beril·li. Escalfant a 1400ºC s'obté l'oxid de beril·li.

Aplicacions

Observacions:

Refractari especial, quan es necessiten elevada conductivitat tèrmica, elevades propietats mecàniques, punt de fusió elevat i aïllament elèctric

Degut a la seva conductivitat tèrmica elevada i alta resistivitat elèctrica pot utilitzar-se com a focus fred per aïllaments electrònics.

Químicament estable fins a 2000ºC el fa molt adequat per gresols i tubs de termoparells.

És transparent a les microones.

Español

Material electrofós d'òxids de silici, crom, alumini i zirconi

editor — Fri, 10 May 2013 09:03:17 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

R2161

Primeres matèries:

Alúmina, zirconia, sílice i cromita

La composició del material electrofós obtinguda per FRX és:

Component	%
SiO₂	25
Cr₂O₃	24
Al₂O₃	22
ZrO₂	21
Na₂O	2,6
Fe₂O₃	2,4

Òxids amb composició inferior al 1%: MgO, HfO₂, CaO, TiO₂ i La..Lu.

PRODUCTES: Baddeleyita (ZrO2), ss Al2O3-Cr2O3 i silicat amorf

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Preparació:

En el diagrama s'observa la fase Baddeleyite (ZrO₂) i alúmina, el crom provablement es troba en solució sòlida en l'alúmina. La sílice és de tipus amorf, probablement formant un vidre.

Microscòpia òptica:

Descripció:

Superfície de fractura en la que es pot observar una solidificació de tipus dendrítica.

Microscòpia òptica:

Descripció:

Superfície de fractura en la que es pot observar una solidificació de tipus dendrítica.

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Recubriment realitzat amb Au.

Descripció:

EDS 1. Composició general

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Recobriment realitzat amb Au

Descripció:

La microestructura consisteix en grans cristalls idiomorfs de ss de Al₂O₃-Cr₂O₃(1) i cristalls petits arrodonits de Baddeleyite(2) en una matriu amorfa de silicat (3).

EDS 2. 1. fase silicat amorf

EDS 2. 2. fases Al₂O₃-Cr₂O₃

EDS 2. 3. Baddeleyite

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Recobriment amb carboni.

Descripció:

Secció polida.

Micrografia Nº3 amb electrons retrodifosos (BSE)

Preparació: Recobriment de carboni

Observacions: Secció polida. Les partícules blanques són Baddeleyite (ZrO₂), les gris clares són ss Al₂O₃-Cr₂O₃, i la fase interticial més fosca correspon al silicat amorf.

Mapes de distribució:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Recobriment amb C.

Descripció:

Imatge d'una cavitat. S'aprecien el detall les fases comentades anteriorment.

Micrografia Nº4 amb electrons retrodifosos (BSE)

Propietats generals

Densitat:

4,11 g/cm³

Propietats mecàniques

Resistència mecànica a compressió:

350 MPa

Observacions:

Temperatura d'inici d'abarrilament sota càrrega > 1750ºC

Propietats elèctriques

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	Resistivitat especifica
1000ºC	2-3 Ω·m
1500ºC	0.4 Ω·m

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
277ºC	4 W/m·K

Propietats tèrmiques

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient d’expansió lineal (ΔL/L)
500ºC	0.25%
1000ºC	0.8%
1500ºC	0.9%

Propietats químiques

Observacions:

Resistència a la corrosió: Excel·lent

Español

Material electrofós d'òxids de zirconi i silici

editor — Fri, 10 May 2013 08:51:43 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

ER1195

Primeres matèries:

S'obté per un procés d'electrofusió a partir de zircó (ZrSiO₄), aquest mètodes és més econòmic que l'obtenció per procés químic.

La composició del material electrofós obtinguda per FRX és: (de costat (Fosc))

Component	%
ZrO₂	88
SiO₂	5,3
HfO₂	3,4
Al₂O₃	1,7

Òxids de composició inferior al 1%: Na₂O, CaO, Cl, Y₂O₂, K₂O i SumLa..Lu

OBSERVACIONS: L'hafni acompanya sempre a aquests materials en ss. La baddelayita és monoclínica, transparent

Diagrames

Diagrames:

Descripció:

La zircònia presenta polimorfisme. En el diagrama d'equilibri ZrO₂-CaO en que es posa de manifest la transició de la zircònia monoclínica a la tetragonal a 1170ºC acompanyada d'una expansió de volum i de la tetragonal a cúbica a 2370ºC, estable fins a la temperatura de fusió a 2680ºC.

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Microscòpia òptica:

Descripció:

El líquid durant el procés ha sigut molt fluid i ha mullat bé.

Microscòpia òptica:

Descripció:

Partícules arrodonides en una matriu vítria.

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Per l'observació per microscòpia electrònica de rastreig la mostra s'ha desbastat i polit i recovert d'or per fer-la conductora

Descripció:

Per microscòpia electrònica de rastreig (SEM) s'observen partícules arrodonides en una matriu fosca.

Observacions: Els EDS ens indiquen que les partícules estan formades d'òxid de zircònia amb hafni en dissolució sòlida i que la matriu correspon a un vidre de base sílice, La distribució d'elements ens indica que el vidre rodeja a les partícules de zircònia

EDS 1. 1. matriu

Correspon a la fase vítrea en la que hi ha SiO₂, Al₂O₃ i Na₂O, i una mica d'óxid de potasi.

EDS 1.2. Zr.

Hf sempre està al Zr com a impurificació.

EDS 1. 3. general.

Veïem la fase cristal·lina del Zr i és detecta el SiO₂.

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Per l'observació per microscòpia electrònica de rastreig la mostra s'ha desbastat i polit i recovert d'or per fer-la conductora

Descripció:

Per microscòpia electrònica de rastreig (SEM) s'observen partícules arrodonides en una matriu fosca.

L'analisi per EDS ens mostra que la zircònia és el component majoritari

EDS 2. general

Propietats generals

Densitat:

estructura monocínica: 5.68, estructura tetragonal: 6.10

Propietats mecàniques

Resistència mecànica a flexió(MPa):

90 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

11 MPa·m^1/2

Duresa:

A la temperatura de:	Mohs	Vickers
T_amb	6.5	12

Propietats tèrmiques

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	monoclínic	tetragonal
T_amb	7·(10^-6/K):	12·(10^-6/K):

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
100ºC	1,675 W/m·K
1300ºC	2,094 W/m·K

Observacions:

Calor de formació: -1096,73 kJ/mol

Propietats òptiques

Índex de refracció:

2.15

Conformació

Observacions:

Degut a les elevades temperatures de fusió les peces de zircònia s'obtenen per electrofusió

Aplicacions

Observacions:

La zircònia i les seves solucions sòlides amb altres òxids s’utilitzen en la industria metal·lúrgica i química d’elevades temperatures degut a la seva naturalesa refractària i a la seva poca reactivitat en medis agressius. Comparant amb altres ceràmiques presenta una sèrie de propietats que la fan especialment resistent al desgast. S’utilitza també per pigments per ceràmiques i per vidres i com a refractaris

Imatges:

Descripció:

Pols de zircònia

Imatges:

Descripció:

Anells de zirconia per trefiladora

Imatges:

Descripció:

Pistons de zircònia per bombes

Español

Material electrofós d'òxids d'alumni, zirconi i silici

editor — Fri, 10 May 2013 08:08:10 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

ER1171

Primeres matèries:

Òxid de zirconi i òxid d'alumini amb quars per formar una fase vítria

La composició del material electrofós obtinguda per FRX és:(de costat)

Component	%
Al₂O₃	41
ZrO₂	36
SiO₂	19
Na₂O	1,8
HfO₂	1,4

Òxids amb composició inferior al 1%: CaO, Cl, SO₃ i SumLa..Lu.

PRODUCTES: Aproximadament 40%Corindó, 40% baddeleyita en una 20% de fase vítria

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Descripció:

El difractograma indica com especies cristal·lines majoritàries baddelayite i corindó

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Per l'observació, la mostra ha estat previament recoberta amb carboni

Descripció:

Imatge obtinguda per microscopía electrònica de rastreig (SEM) en que es pot observar, en una matriu fosca, dues microestructuras diferents: una de tipus eutèctic (làmines paral·leles) i una de tipus granular.

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Per l'observació, la mostra ha estat previament recoberta amb carboni

Descripció:

Imatge obtinguda per microscopía electrònica de rastreig (SEM) en que es pot observar, la microestructura de tipus eutèctic (làmines paral·leles)

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Per l'observació, la mostra ha estat previament recoberta amb carboni

Descripció:

Imatge obtinguda per microscopía electrònica de rastreig (SEM) en que es pot observar, la microestructura de tipus granular

Observacions: Per EDS es pot trobar la composició de diferents zònes de la mostra. Les partícules clares corresponen a ZrO₂i en algunes zones de la matriu és troba Al₂O₃pràcticament pur i en altre SiO₂ (vidre). Les distribucions ens permeten conèixer com s'agrupen els diferents elements. Es pot observar partícules de ZrO₂ i de Al₂O₃ en una matriu vítria

EDS 3. 1. matriu Al

EDS 3. 2. partícula de zircònia

Observacions: Per EDS es pot realitzar anàlisis qualitatius de les composicions de diferents zònes de la mostra. Les anàlisi de distribució permeten saber com es troben agrupats els difernts elements.

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Per l'observació, la mostra ha estat previament recoberta amb carboni

Descripció:

Detall de la microestructura laminar corresponent a l'eutèctic

Observacions: Per EDS s'ha detectat que les làmines clares corresponen a ZrO₂ i el material entre elles és de Al₂O₃. la matriu correspon a una fase vítria.

EDS 4. 1. partícules clares

EDS 4. 2. entre partícules clares

EDS 4. 3. matriu

Propietats generals

Densitat:

densitat aparent: 3.6-3.9, densitat absoluta: 4

Porositat "Melt flow":

sense porositat oberta

Propietats mecàniques

Resistència mecànica a compressió:

en fred: 200 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

7,5 MPa·m^1/2

Propietats elèctriques

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	Resistivitat especifica
T_amb	0,7 Ωm

Propietats tèrmiques

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient d’expansió lineal
T_amb	0.6 %

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	5 W/m·K

Propietats tecnològiques

Observacions:

Temperatura d'estovament sota càrrega de 0,2 MPa 1700ºC

Conformació

Observacions:

Degut a les elevades temperatures de fusió de l'alúmnia i la zircònia s'obtenen per electrofusió

Aplicacions

Observacions:

Els refractaris d’electrofusió de Al₂O3-ZrO₂-SiO₂ s’utilitzen per forns de fondre vidre i també com a abrasius.Per addició de Al₂O₃ a la zircònia pura o a la zircònia parcialment estabilitzada s'obtenen materials abrasius amb millors propietats de resistècia, duresa i tall.

Imatges:

Descripció:

Refractari d'electrofusió

Imatges:

Descripció:

Material per microdispersió

Español