Tesis Dr.Cs. Rafael Quintana Puchol-2013.pdf - Universidad Central ...

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densidad (véase Tabla 2.22). En condiciones ordinarias, las transformaciones de un tipo en otro
son extraordinariamente lentas y, por tanto, todas pueden existir metaestablemente, en
presencia de los demás durante largos períodos de tiempo. Para acelerar estas
transformaciones se exige la acción de mineralizadores.
En la realidad, el proceso es más complicado para explicar la existencia de variedades
inestables de una misma especie polimorfa (cuarzo, tridimita y cristobalita) en función de la
temperatura.
En el transcurso del pequeño período de tiempo de inversión polimórfica, alta()-baja(), tiene
lugar la liberación de una cantidad constante de energía. La conversión inversa baja ()-alta()
ocurre con absorción de energía, pero no a la misma temperatura, sino a una temperatura
próxima a la anterior. La transformación de una de estas variedades inestables a otra, dentro de
la misma especie, es instantánea, lo que contrasta con el paso de una a otra de las variedades
de diferentes especies. Sus zonas de estabilidad son las siguientes:
a) 0 o C, α-cuarzo estable 573 o C, β-cuarzo estable 867 o C, β-cuarzo inestable 1460 -
1750 o C, β-cuarzo inestable (vitrifica poco a poco) 1700-1750 o C, sílice fundida 2600
ºC, ebullición del SiO2.
b) 0 o C, α-tridimita inestable 117 o C, β-tridimita inestable 163 o C, γ-tridimita inestable
867 o C, tridimita inestable 1470 o C, tridimita inestable1670 o C, sílice fundida.
c) 0 o C, α-cristobalita inestable 220 o C, β-cristobalita inestable 1470 o C, cristobalita
estable 1725 o C, sílice fundida 2600 o C, ebullición SiO2.
Las referidas transformaciones tienen una importancia considerable en la fabricación de
determinados fundentes por choque térmico, porque el paso de una especie a otra, incluso a
otra variedad, lleva implícito cambios de volumen a veces considerables, por presentar
diferentes estructuras en la cristalización, creando tensiones en las fases de solidificación y
también en las interfases escoria y metal depositado (véase Figura 2.18).
a) Para la tridimita: entre 110 y 170 o C, ocurren transformaciones de la α-tridimita (densidad
2,26 g/cm 3 ) a la β, y después a la γ, e inversamente, que provocan variaciones de volumen
instantáneas de 0,3%, o sea variaciones lineales de 0,1 % y sigue expandiéndose a
temperaturas superiores y contrayéndose a temperaturas inferiores.
b) Para la cristobalita: entre 200 y 275 o C, se efectúa la transformación de la α-cristobalita
(cúbica, 2,21 g/cm 3 ) a la β (tetragonal, 2,32 g/cm 3 ), e inversamente, provocando una
variación del volumen instantáneo de casi 3 %, el cual sigue expandiéndose a temperaturas
superiores, en sentido contrario hay contracciones.