Volumen II - SAM

CUANTIFICACIÓN DE LA FASE NO CRISTALINA DE UN CERÁMICO
REFRACTARIO DEL SISTEMA Al2O3-SiO2-ZrO2, POR TRES MÉTODOS BASADOS EN
LA DIFRACCIÓN DE RAYOS X.
M. S. Conconi (1) (2) , N. M. Rendtorff (1) (3) , E.F Aglietti
(1) CETMIC (Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica, CIC-CONICET-CCT La Plata). Camino
Centenario y 506. C.C.49 (B1897ZCA) M.B. Gonnet. Buenos Aires. Argentina.
(2) Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata. Argentina.
(3) Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata. Argentina.
E-mail: rendtorff@cetmic.unlp.edu.ar
RESUMEN
La relación entre la estructura atómica y las propiedades macroscópicas y comportamientos de un material
constituyen un objetivo de la ciencia de los materiales, en particular en el diseño y desarrollo de los
materiales cerámicos. Las fases cristalinas y las fases amorfas así como los poros, bordes de granos etc.
afectan las propiedades mecánicas y de fractura, la resistencia química, las propiedades eléctricas, etc., de
los materiales cerámicos. Estos aspectos estarán ligados a las materias primas y a la ruta de procesamiento
de dichos materiales.
En la Industria del vidrio, si bien existen otros refractarios electrofundidos como los de alúmina utilizados
en la zona de afinación de los canales de los alimentadores de los hornos de fusión, los refractarios
electrofundidos del sistema Al2O3-SiO2-ZrO2 - comúnmente llamados AZS - son probablemente los
refractarios más utilizados en las partes de los hornos de vidrio que están en contacto con el material
fundido.
A diferencia de la mayoría de los refractarios, la cantidad y composición de fase vítrea en un AZS es
importante ya que los hace particularmente adecuados para contener vidrio fundido. Su proporción
definirá muchas de sus propiedades y comportamientos.
En el presente trabajo se presentan y comparan los resultados de la cuantificación de la fase no cristalina
de un material AZS comercial por tres métodos distintos basados en la difracción de rayos X.
El primer método consiste en la interpolación de la línea de base del difractograma entre las
correspondientes a sílice amorfa y a cuarzo cristalino. Los otros dos se basan en la aplicación del método
de Rietveld. Uno con agregado de cuarzo (SiO2) como patrón interno bien cristalizado y el otro
incorporando al refinamiento la fase vítrea con un modelo estructural que incluye ensanchamiento por
defectos del tamaño cristalino.
Los tres métodos mostraron resultados equivalentes (con diferencias menores al 3%) para dos muestras
provenientes de distintas partidas del mismo material, y demostraron además ser adecuados para la
cuantificación de fase amorfa en el sistema estudiado.
Palabras Claves: Difracción de Rayos X, Método de Rietveld, Fase no cristalina, Al2O3-SiO2-ZrO2
1. INTRODUCCIÓN
En la industria del vidrio, si bien existen otros refractarios electrofundidos como los de alúmina utilizados en
la zona de afinación de los canales de los alimentadores de los hornos de fusión, los refractarios
electrofundidos del sistema Al2O3-SiO2-ZrO2 -también llamados AZS- son probablemente los refractarios
más utilizados en las partes de los hornos de vidrio que están en contacto con el material fundido [1, 2].
Estos materiales han influenciado drásticamente los niveles de calidad y de productividad de los procesos de
fabricación [3]. El primer avance alcanzado por estos materiales fue la mejora en la resistencia a la corrosión,
incrementando la vida útil de los hornos en casi un 50%, juntamente con la calidad del vidrio producido.
Otro aspecto importante fueron las mejoras que se obtuvieron en las facilidades del montaje, así como la
menor cantidad de cuerdas de desvitrificación y menor cantidad de formación de burbujas por el proceso de
“blistering”.
A diferencia de la mayoría de los refractarios comunes, la cantidad de fase vítrea en un AZS es importante,
La fracción másica de esta fase es de alrededor de 20%. Esta característica es la que los hace
particularmente adecuados para la fabricación de vidrios. Validar y comparar tres métodos de cuantificación
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