REFRACTARIOS - TEMA I -LOS MATERIALES ... - Página Antigua

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La velocidad de reordenación o formación de las nuevas estructuras es lenta (Mecanismo difusional de transporte de materia), lo que hace que puedan encontrarse, frecuentemente, a temperatura ambiente de forma metaestable, estructuras que termodinámicamente solo pueden presentarse a elevadas temperaturas o al revés a temperaturas altas estructuras de temperatura más baja. La energía de activación para las transformaciones por reordenación o difusionales puede ser tan elevada que el proceso difusional de reordenación sea cinéticamente imposible de verificarse en la práctica, a no ser que existen factores externos que disminuyan su valor. Por ejemplo, la presencia de una fase líquida puede permitir a la fase metaestable disolverse y precipitar seguidamente la estructura estable a la temperatura en que se esta trabajando. Este método se utiliza en la fabricación de los ladrillos refractarios de sílice, donde se añade un pequeño porcentaje de CaO ( 2 %), que actúa como fundente en el cual se disuelve el cuarzo, que luego precipita como tridimita, que es la forma polimórfica más deseable. Igualmente la energía mecánica puede constituir otra de las alternativas para minimizar el valor de la energía de activación. Un ejemplo de todo lo anterior lo tenemos, en la sílice (Oxido de silicio, SiO2), que posee tres formas polimórficas (Cuarzo, tridimita y cristobalita), cada una de las cuales a su vez presenta distintas variedades (Cuarzo-α y , tridimitaα, β y β y cristobalita- α y β ). Termodinámicamente dentro de las formas polimórficas cristalinas, la variedad 1 2 más estable a temperatura ambiente es el cuarzo- α , si bien en la naturaleza también se encuentran la tridimita-α y la cristobalita-α (Nombre debido a la localidad mejicana de Cristo). La transformaciones de una forma polimórfica a otra son de reordenación o dífusionales y, por tanto, lentas e irreversibles, mientras que las transformaciones entre variedades son de desplazamiento, luego son rápidas y de naturaleza reversible. En el esquema siguiente se presentan las temperaturas de transformación entre las distintas formas polimórficas y variedades de la sílice, las densidades, los cambios de volumen asociados a las transformaciones, así como el sistema cristalino en que cristaliza cada forma polimórfica y variedad. Figura 5.3.- Transformaciones polimórficas y variedades de la sílice.
6.- Clasificación de los materiales refractarios. No existe un criterio único de clasificación de los materiales refractarios. Así, según sea el criterio que se tome como base se tendrá una clasificación u otra. Las clasificaciones no son siempre muy precisas, pero tienen su utilidad. Se pueden clasificar de acuerdo con criterios diferentes, tales como A.-Composición química. B.-Propiedades ácido-base (Carácter químico). C.-Forma o presentación. Atendiendo a las características físicas del producto acabado. D.- Porosidad de los productos conformados (Finalidad). E.-Proceso de fabricación. F.-Uso. A.-Clasificación de los materiales refractarios según su composición química (NORMA UNE 61-001-75). A menudo se pueden clasificar los materiales refractarios según su composición química, ya que su capacidad para resistir a los ambientes a los que van a estar expuestos dependen en gran medida de su composición química. Esta clasificación no siempre es altamente precisa pero es muy útil. Esta basada en el contenido del compuesto principal (Sílice, alúmina, magnesia, etc.) Al .-Refractarios de sílice (% de SiO2 entre el 94 y el 97 %). A2.-Refractarios de semi-sílice (% de A12O3 < 10 % , resto SiO2 hasta un máximo del 94 %). A3.-Refractarios silico-aluminosos (Si presentan contenidos de A1203 comprendidos entre el 10 y el 30 %, siendo el resto fundamentalmente SiO2). A4.-Refractarios aluminosos (Si presentan contenidos de Al2O3 comprendidos entre el 30 y el 45 %, siendo el resto fundamentalmente SiO2). A su vez este tipo de refractarios se subdivide en: 30 % - 35 % de Al2O3. 35 % - 39 % de A12O3. 39 % - 41 % de A12O3. 41 % - 43 % de A12O3. 43 % - 45 % de Al2O3. Las materias primas utilizadas para su fabricación son las denominadas arcillas refractarias y los caolines. A5.-Refractarios de alto contenido en alúmina (Si presentan contenidos de A12O3 comprendidos entre el 45 y el 56 % ). A6.-Refractarios de muy alto contenido en alúmina (Si presentan contenidos de Al2O3 superiores al 56 %). -Refractarios de alúmina pura. -Refractarios de mullita sintética (2SiO2.3 Al2O3). -Refractarios del grupo de la sillimanita. -Refractarios basados en el Al(OH)3 y en la bauxita. -Refractarios de corindón. Estos tipos de refractarios pueden correlacionarse con el diagrama binario de fases SiO2-A12O3 de la figura 6.1.
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