Volumen II - SAM

tabular, mientras que la magnesia sólo se identificó exclusivamente en los finos inmersos en la fase ligante
carbonosa. En ambos materiales la fase ligante contiene partículas finas de alúmina, magnesia y sílice.
3.3 TRATAMIENTOS TÉRMICOS
En ambos refractarios, AMC1 y AMC2, se produjeron cambios microestructurales similares después de los
tratamientos estáticos a ambas temperaturas (1300 y 1580 °C): decoloración de las probetas que resultaron
con alta cohesión entre partículas, más aún en AMC2, y transformaciones de las fases presentes. El análisis
cualitativo por XRD de AMC1 y AMC2 arrojó los resultados que siguen.
Con respecto a los difractogramas de ambos refractarios comerciales sin tratar (corindón Ficha N° 10-0173,
periclasa Ficha N° 04-0829 y grafito Ficha N° 01-0640 como fases cristalinas principales y Al metálico
Ficha N° 03-0932), después de las transformaciones térmicas no se registró el pico característico de grafito
(31 °2θ) de acuerdo a su bajo contenido inicial (6% en AMC1 y 8% en AMC2) a ninguna de las
temperaturas de tratamiento y se detectó espinela MgAlO4 (Ficha N° 82-2424) aún a la temperatura más baja
estudiada.
El difractograma de AMC1 a 1300 °C presenta los picos característicos de corindón de muy alta intensidad y
picos muy poco intensos de periclasa y espinela, de acuerdo a su composición (92% Al2O3, 6% MgO). A
1580 °C, se observa disminución en la intensidad de los picos de Al2O3 y de MgO con aumento de los
correspondientes a espinela.
A 1300 °C el refractario AMC2 (66% Al2O3) presenta picos intensos de alúmina y de muy baja intensidad de
periclasa y espinela. A 1580 ºC, el difractograma del mismo material corresponde casi exclusivamente a
espinela de mayor intensidad que a 1300 ºC con pequeños picos de alúmina a 50,75 y 67,7 °2θ. A esta
temperatura no se detecta magnesia. Esto puede considerarse como indicativo de reacción completa de
formación de espinela por reacción de la alúmina con magnesia o al menos en muy alto grado ya que el
contenido de MgO remanente podría ser tan pequeño como para estar por debajo del límite de detección de
la técnica.
3.4 COMPORTAMIENTO ESFUERZO-DEFORMACION
A partir de la caracterización de los materiales, se determinó la transformación térmica de la resina entre 300
y 700 °C y la oxidación del grafito entre 700 y 1000 °C (picos exotérmicos en DTA acompañados por
respectivas pérdidas de peso, TGA) y la formación de espinela (XRD) en tratamientos térmicos estáticos en
la zona de más altas temperaturas (> 1000 °C). Sobre la base de estos resultados se seleccionaron las
temperaturas para los ensayos mecánicos (700, 1000 y 1260 °C), además del ensayo a temperatura ambiente.
Observando las probetas y las superficies de fractura (a simple vista y con lupa binocular) se pudo
determinar una decoloración decreciente hacia el centro de la probeta debido a la pérdida de grafito (efecto
mayor con el aumento de temperatura). Además, se observó que la fractura ocurrió principalmente a través
de la matriz carbonosa, como también en la interfase agregado/matriz, en todas las probetas rotas tanto a
temperatura ambiente como a altas temperaturas, no pudiendo descartarse fractura intra-agregados. Así, se
confirma el rol fundamental que juega la fase ligante en la respuesta mecánica de estos materiales de acuerdo
con otros de similar composición [3, 6].
En la Figura 2 se grafican las curvas esfuerzo-deformación de las probetas de AMC1 y AMC2 obtenidas a
partir de los ensayos mecánicos a temperatura ambiente, 700, 1000 y 1260 ºC.
En estas curvas se observa que las probetas de ambos materiales, AMC1 y AMC2, exhiben un
comportamiento cuasi-frágil [5, 6, 7] caracterizado por un ‘ablandamiento’ progresivo y una disminución de
su capacidad de soportar carga. El comportamiento cuasi-frágil a temperatura ambiente se puede atribuir
principalmente a mecanismos de deformación que incluyen: microfisuración (fisuras pre-existentes u
originadas durante el ensayo) de la fase ligante y deslizamiento y repliegue de las escamas de grafito [5].
Hasta 1000 ºC serían efectivos mecanismos de deformación similares, mientras que a la temperatura más alta
ensayada (1260 ºC) ya estarían activos mecanismos visco-elásticos [4]. Sin embargo, con las técnicas
disponibles, no es posible verificar la contribución de cada mecanismo en el comportamiento de los
materiales estudiados.
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