Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
INFLUENCIA DEL TIPO DE ALMIDÓN EN LAS CARACTERÍSTICAS DE
CERÁMICOS POROSOS DE ZIRCONIA
L.B. Garrido y M.P. Albano
CETMIC – Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámicos – CIC, CONICET-CCT La Plata, UNLP
Cno. Centenario y 506 –C.C. 49 (B 1897 ZCA) M.B.Gonnet - Argentina.
E-mail: lgarrido@cetmic.unlp.edu.ar
RESUMEN
Se procesaron cerámicos porosos de zirconia por el método de consolidación directa utilizando almidón de
maíz y papa como ligante y agente formador de poros. Los conformados se sinterizaron a diferentes
temperaturas entre 1000 y 1500 ºC -2h. Se determinaron las características físicas del producto en verde y
sinterizado por medidas de densidad y contracción. Se utilizaron las técnicas de porosimetría de Hg y
microscopía electrónica de barrido (SEM) para comparar la microestructura resultante con almidón de
papa y maíz en cuanto a la porosidad (volumen de poros, relación entre porosidad abierta y total) y la
morfología y distribución de tamaños de poros. El cerámico preparado a partir de almidón de papa
presentó mejores propiedades tales como mayor porosidad, tamaño promedio e interconexión entre poros
para idénticos contenidos de almidón en el producto en verde y condiciones de sinterización indicando que
los poros creados por el almidón de papa son más estables térmicamente.
Palabras clave: cerámicos, zirconia, procesamiento coloidal, porosos.
1. INTRODUCCIÓN
Un método bien conocido para lograr un aumento de la porosidad de un cerámico es mediante la adición de
aditivos fugitivos [1]. Generalmente se trata de sustancias orgánicas u otros compuestos que se descomponen
durante la sinterización. La naturaleza del aditivo fugitivo y su concentración son las variables que
determinan la porosidad total y el tamaño y forma del poro en el cerámico [1]. En ciertos casos se ha
informado que la porosidad que se origina en el producto sinterizado se correlaciona linealmente con el
contenido de sustancia adicionada. Cuando la densificación de la matriz cerámica es total (no hay poros
interparticulares) se cumple que el volumen de poros del producto sinterizado es idéntico al contenido de
aditivo fugitivo en el producto en verde [2]. Este resultado implica que el radio de los poros dejados por el
aditivo es considerablemente mayor que los poros interparticulares (sinterizables) de la matriz cerámica.
Debido a ello resultan térmicamente estables y no se eliminan durante el sinterizado, aunque se contraen en
la misma proporción que la matriz [2]. Consecuentemente, la porosidad originada por estos poros grandes no
cambia durante el sinterizado.
En la consolidación directa con almidón [3], el almidón (ligante y aditivo fugitivo) se incorpora a una
suspensión del cerámico, por lo que esta técnica resulta particularmente apta para la producción de artículos
con formas complejas. Esta técnica presenta además la ventaja de ser económicamente competitiva y permite
obtener materiales de alta calidad microestructural. Sin embargo, se ha observado que la porosidad del
cerámico no es directamente proporcional al contenido de almidón en el producto en verde [3-4]. Por lo tanto
determinar el efecto de la naturaleza del almidón en esta dependencia, en la porosidad y microestructura de
cerámico continúa siendo un tema de interés. En este trabajo se estudia el procesamiento y caracterización de
cerámicos porosos de zirconia por consolidación directa con almidón. Se evaluó la influencia de distintos
tipos y contenidos de almidón y del tratamiento térmico sobre la porosidad, relación porosidad abierta y total
de los cerámicos sinterizados. La caracterización microestructural de las piezas porosas se realizó por
intrusión de Hg y SEM.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 Materiales
Se utilizó zirconia con 3 mol % de ytria (5.1 % en peso) parcialmente estabilizada en fase tetragonal (3Y
ZrO2, Saint-Gobain ceramiques & plastiques, Francia). El diámetro medio de partícula d50 es 0.6 µm.
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