CMEmaterials - Especials

Óxido de berilio (BeO)

editor — Mon, 18 May 2015 10:40:23 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Composición química:

BeO

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

Grupo espacial : P₆3mc

Las propiedades pueden variar en función del grado de porosidad

Propiedades generales

Densidad:

2.85 g/cm³

Precio:

Precio: 28.3 - 42.4 EUR/Kg

Propiedades mecánicas

Módulo elástico:

340 - 400 GPa

Coeficiente de Poisson:

0.26 - 0.34

Módulo de compresibilidad:

1550 - 1850 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

1 - 2.5 MPa·m_1/2

Dureza:

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

Propiedades eléctricas

Observaciones:

Resistencia dieléctrica alta

Propiedades térmicas

Temperatura de fusión:

2527 ºC

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de dilatación térmica lineal
20 º C	6.40 μm/m·ºC
500 ºC	7.20 μm/m·ºC

Conductividad térmica:

A la temeratura de:	Conductividad térmica
T_amb	245 - 265 W/m·K

Capacidad calorífica específica:

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

Observaciones:

Elevada resistividad volumétrica.

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

1.72 - 1.73

Propiedades tecnológicas

Temperatura máxima de utilización:

1800 -1900 ºC

Resistencia al choque térmico:

Bona resistència a l'impacte tèrmic.

Propiedades químicas

Resistencia a los ácidos:

ácidos concentrados: mala, ácidos diluidos: aceptable

Resistencia a los álcalis:

Aceptable

Observaciones:

Químicamente estable hasta los 2000 ºC.

Transparente a la radiación microondas.

halógenos: aceptable metales: buena

Obtención

Observaciones:

Se trata el mineral berilo pulverizado con ácido sulfúrico concentrado, obteniéndose una disolución de sulfato de berilio y de sulfato de aluminio. El sulfato de aluminio se separa con sulfato amonio, se filtra y cristaliza el sulfato de berilio. Calentando a 1400ºC se obtiene el óxido de berilio.

Aplicaciones

Observaciones:

Refractario especial, cuando se necesitan elevada conductividad térmica, elevadas propiedades mecánicas, punto de fusión elevado y aislamiento eléctrico

Debido a su conductividad térmica elevada y alta resistividad eléctrica puede utilizarse como foco frío para aislamientos electrónicos.

Químicamente estable hasta 2000 ºC lo hace muy adecuado para crisoles y tubos de termopares.

Es transparente a las microondas.

Català

Material electrofundido de óxidos de circonio y silicio

editor — Sat, 16 May 2015 13:11:34 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Nomenclatura:

ER1195

Materias primas:

Se obtiene por un proceso de electrofusión a partir de circón (ZrSiO ₄), este método es más económico que la obtención por proceso químico.

La composición del material electrofós obtenida por FRX es:

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

Óxidos de composición inferior al 1%: Na2O, CaO, Cl, Y2O2, K2O y SumLa..Lu

OBSERVACIONES: El hafnio acompaña siempre a estos materiales en solucion sólida. La baddelayita es monoclínica, transparente

Diagramas

Diagramas:

Descripción:

La zirconia presenta polimorfismo. En el diagrama de equilibrio ZrO₂-CaO se pone de manifiesto la transición de la zirconia monoclínica a tetragonal (1170ºC) acompañada de una expansión de volumen y de la tetragonal a cúbica a 2370ºC, estable hasta la temperatura de fusión a 2680ºC.

Caracterización

Difracción de Rayos X:

Microscopia óptica:

Descripción:

El líquido durante el proceso ha sido muy fluido y ha mojado bien.

Microscopia óptica:

Descripción:

Partículas redondeadas en una matriz vítrea.

Microscopia electrónica de barrido:

Preparación:

Para la observación por microscopía electrónica de barrido la muestra se ha desbastado y pulido, posteriormente se ha recubierto de oro para hacerla conductora

Descripción:

Por microscopía electrónica de barrido (SEM) se observan partículas redondeadas en una matriz oscura.

Observaciones: El EDS nos indica que las partículas están formadas de óxido de zirconia con hafnio en disolución sólida y que la matriz corresponde a un vidrio de base sílice. La distribución de elementos nos indica que el vidrio rodea a las partículas de zirconia

EDS 1. 1. matriz

Corresponde a la fase vítrea en la que hay SiO₂, Al2O₃ y Na₂O, y algo de óxido de potasio.

EDS 1.2. Zr.

Hf siempre aparece en el Zr como impurificación.

EDS 1. 3. general.

Vemos la fase cristalina del Zr y se detecta SiO₂.

Microscopia electrónica de barrido:

Preparación:

Para la observación por microscopía electrónica de barrido la muestra se ha desbastado y pulido y recubierto de oro para hacerla conductora

Descripción:

Por microscopía electrónica de barrido (SEM) se observan partículas redondeadas en una matriz oscura.

El análisis EDS nos muestra que la zirconia es el componente mayoritario

EDS 2. general

Propiedades generales

Densidad:

estructura monoclínica: 5.68, estructura tetragonal: 6:10

Propiedades mecánicas

Resistencia mecánica a la flexión:

90 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

11 MPa·m^1/2

Dureza:

A la temperatura de:	Mohs	Vickers
T_amb	6.5	12

Propiedades térmicas

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

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

Conductividad térmica:

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

Observaciones:

Calor de formación: -1096,73 kJ/mol

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

2.15

Conformación

Observaciones:

Debido a las elevadas temperaturas de fusión las piezas de zirconia se obtienen por electrofusión

Aplicaciones

Observaciones:

La zirconia y sus soluciones sólidas con otros óxidos se utilizan en la industria metalúrgica y química de elevadas temperaturas debido a su naturaleza refractaria y su poca reactividad en medios agresivos. Comparando con otras cerámicas presenta una serie de propiedades que la hacen especialmente resistente al desgaste. Se utiliza también como pigmento para cerámicas y cristales.

Imágenes:

Descripción:

Polvo de zirconia

Imágenes:

Descripción:

Anillos de zirconia para trefiladoras

Imágenes:

Descripción:

Pistones de zirconia para bombas

Català

Material electrofundido de óxidos de silicio, cromo, aluminio y circonio

editor — Mon, 11 May 2015 14:56:06 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Nomenclatura:

R2161

Materias primas:

Alúmina, zirconia, sílice y cromita

La composición del material electrofundido obtenida por FRX es:

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

Óxidos con composición inferior al 1%: MgO, HfO2, CaO, TiO2 y La..Lu.

PRODUCTOS: Baddeleyita (ZrO2), ss Al2O3-Cr2O3 y silicato amorfo

Caracterización

Difracción de Rayos X:

Preparación:

En el diagrama se observa la fase Baddeleyite (ZrO₂) y alúmina, el cromo probablemente se encuentra en solución sólida en la alúmina. La sílice es de tipo amorfo, probablemente formando un vidrio.

Microscopia óptica:

Descripción:

Superficie de fractura en la que se puede observar una solidificación de tipo dendrítica.

Microscopia óptica:

Descripción:

Superficie de fractura en la que se puede observar una solidificación de tipo dendrítica.

Microscopia electrónica de barrido:

Preparación:

Recubrimiento realizado con Au.

Descripción:

EDS 1. Composición general

Microscopia electrónica de barrido:

Preparación:

Recubrimiento realizado con Au.

Descripción:

La microestructura consiste en grandes cristales idiomorfs de ss de Al₂O₃-Cr₂O₃ (1) y cristales pequeños redondeados de Baddeleyite (2) en una matriz amorfa de silicato (3).

EDS 2. 1. fase silicato amorfo

EDS 2. 2. fases Al₂O₃-Cr₂O₃

EDS 2. 3. Baddeleyite

Microscopia electrónica de barrido:

Preparación:

Recubrimiento con carbono.

Descripción:

Sección pulida.

Micrografía Nº3 con electrones retrodifundidos (BSE)

Preparación: Recubrimiento de carbono

Observaciones: Sección pulida. Las partículas blancas son Baddeleyite (ZrO2), las gris claras son ss Al₂O₃-Cr₂O₃ y la fase interticial más oscura corresponde al silicato amorfo.

Mapas de distribución:

Microscopia electrónica de barrido:

Preparación:

Recubrimiento con C.

Descripción:

Imagen de una cavidad. Se aprecian en detalle las fases comentadas anteriormente.

Micrografia Nº4 con electrones retrodifundidos (BSE)

Propiedades generales

Densidad:

4,11 g/cm³

Propiedades mecánicas

Resistencia mecánica a la compresión:

350 MPa

Observaciones:

Temperatura de inicio de abarrilamento bajo carga> 1750ºC

Propiedades eléctricas

Resistividad específica:

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

Constante dieléctrica:

A la temperatura de:	Constante dieléctrica
277ºC	4 W/m·K

Propiedades térmicas

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de expansión lineal (ΔL/L)
500ºC	0.25%
1000ºC	0.8%
1500ºC	0.9%

Propiedades químicas

Observaciones:

Resistencia a la corrosión: Excelente

Català

Material electrofundido de óxidos de aluminio, circonio y silicio

editor — Mon, 11 May 2015 14:45:57 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Nomenclatura:

ER1171

Materias primas:

Óxido de circonio y óxido de aluminio con cuarzo para formar una fase vítrea

La composición del material electrofundido obtenida por FRX es: (de lado)

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

Óxidos con composición inferior al 1%: CaO, Cl, SO3 y SumLa..Lu.

PRODUCTOS: Aproximadamente 40% Corindón, 40% baddeleyita en una 20% de fase vítrea

Caracterización

Difracción de Rayos X:

Descripción:

El difractograma indica como especies cristalinas mayoritarias baddelayite y corindón

Microscopia electrónica de barrido:

Preparación:

Por la observación, la muestra ha sido previamente recubierta con carbono

Descripción:

Imagen obtenida por microscopía electrónica de barrido (SEM) en que se puede observar, en una matriz oscura, dos microestructuras diferentes: una de tipo eutéctico (láminas paralelas) y una de tipo granular.

Microscopia electrónica de barrido:

Preparación:

Por la observación, la muestra ha sido previamente recubierta con carbono

Descripción:

Imagen obtenida por microscopía electrónica de barrido (SEM) en que se puede observar, la microestructura de tipo eutéctico (láminas paralelas)

Microscopia electrónica de barrido:

Preparación:

Por la observación, la muestra ha sido previamente recubierta con carbono

Descripción:

Imagen obtenida por microscopía electrónica de barrido (SEM) en que se puede observar, la microestructura de tipo granular.

Observaciones: Por EDS se puede encontrar la composición de diferentes zonas de la muestra. Las partículas claras corresponden a ZrO₂ y en algunas zonas de la matriz se encuentra Al₂O₃ prácticamente puro y en otro SiO₂ (vidrio). Las distribuciones nos permiten conocer cómo se agrupan los diferentes elementos. Se puede observar partículas de ZrO₂ y Al₂O₃ en una matriz vítrea

EDS 3. 1. matriz Al

EDS 3. 2. partícula de zirconia

Observaciones: Para EDS se puede realizar análisis cualitativos de las composiciones de diferentes zonas de la muestra. Los análisis de distribución permiten saber cómo se encuentran agrupados los diferentes elementos.

Microscopia electrónica de barrido:

Preparación:

Por la observación, la muestra ha sido previamente recubierta con carbono

Descripción:

Detalle de la microestructura laminar correspondiente al eutéctico

Observaciones: Por EDS se ha detectado que las láminas claras corresponden a ZrO₂ y el material entre ellas es de Al₂O₃. La matriz corresponde a una fase vítrea.

EDS 4. 1. partículas claras

EDS 4. 2. entre partículas claras

EDS 4. 3. matriz

Propiedades generales

Densidad:

densidad aparente: 3.6-3.9, densidad absoluta: 4

Porosidad "Melt flow":

sin porosidad abierta

Propiedades mecánicas

Resistencia mecánica a la compresión:

en frío: 200 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

7,5 MPa·m^1/2

Propiedades eléctricas

Resistividad específica:

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

Propiedades térmicas

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de expansión lineal
T_amb	0.6 %

Conductividad térmica:

A la temperatura de:	Conductividad térmica
T_amb	5 W/m·K

Propiedades tecnológicas

Observaciones:

Temperatura de ablandamiento bajo carga de 0,2 MPa 1700ºC

Conformación

Observaciones:

Debido a las elevadas temperaturas de fusión de la alúmina y la zirconia se obtienen por electrofusión

Aplicaciones

Observaciones:

Los refractarios de electrofusión de Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂ se utilizan para hornos de vidrio y también como abrasivos. Por adición de Al₂O₃ en la zirconia pura o en la zirconia parcialmente estabilizada se obtienen materiales abrasivos con mejores propiedades de resistecia, dureza y corte.

Imágenes:

Descripción:

Refractario de electrofusión

Imágenes:

Descripción:

Material para microdispersión

Català