Sintetizado sol-gel de polvos finos adecuados para la ... - secv

BOLSOC.ESP.CERAM.VIDR. 29 (1990) 3, 145-150
Sintetizado sol-gel de polvos finos adecuados para la fabricación
de cerámicos electrónicos, fibras ópticas y elementos cromatográficos
C. J. R. GONZALEZ OLIVER *
Batelle Europe-Geneva Research Centres. 7 route de Drize, CH-1227 Carouge. Geneva
RESUMEN.—Sintetizado sol-gel de polvos finos adecuados
para la fabricación de cerámicos electrónicos, fibras
ópticas y elementos cromatográficos.
En el caso del titanato de estroncio (STO) se considera
primero la precipitación homogénea de granos del
Ti(Nb)02 partiendo de una mezcla de alcóxidos de Ti y
de Nb. Este polvo fue reaccionado con COjSr a 1.100°C
y desagregado por molienda. Se examinó en segundo término
la adición de «fase líquida» (de composición en el
sistema de SÍO2-AI2O3) mediante la inmersión de granos
STO en soluciones de alcóxidos de Si y Al con posterior
secado y oxidación a bajas temperaturas (500-700°C). Se
obtuvo un dieléctrico de permitividad e=21.000 y pérdidas
dieléctricas tgô=0,016. Se repitió el proceso de formación
de estructuras vitreas circulares de tipo «cladding»
(Si02)/«core» (Si02-Ge02) mediante el proceso sol-gel
basado en la hidrolización y policondensación de mezclas
de alcóxidos puros en polvo de Si y Ge.
Estas estructuras dobles de geles pueden ser optimizadas
de manera que a través de todo el proceso de secado,
curado y densificación (la última a 1.500°C bajo flujo de
helio), dan vidrios de una alta homogeneidad y exentos
de defectos.
En el ámbito de materiales para cromatografía se ha
considerado aquí la preparación de polvos esféricos porosos
en el sistema Si02-Zr02-Ti02-Al203 usando precursores
viscosos tipo polisiloxano-metaloxano partiendo
de mezclas de alcóxido de silicio-pre-hidrolizado y de alcóxidos
de Zr, Ti y Al. Se han obtenido partículas de alta
porosidad, que fueron oxidadas a 500-700°C, reteniendo
una porosidad de 1-2 gm-^ dando soportes minerales de
alta estabilidad química, como se demuestra para un material
de composición 85% SÍO2 • 5Zr02 • 5TÍO2 • SAljOj.
Es posible además alterar la estructura de los poros, de
manera que después de la oxidación final, los poros son
de tamaño constante y por lo tanto de gran utilidad para
separaciones cromatográficas de alta resolución.
1. INTRODUCCIÓN
En este trabajo se intenta recalcar la importancia del método
sol-gel (2-10) para la producción de polvos finos (tamaño
de grano menor a una miera) útiles para la fabricación
de cerámicos electrónicos (1, 11) y fibras ópticas.
También se discute la síntesis de polvos esféricos (tamaño
de partículas entre 5 y 500 mieras) adecuados para el montaje
de columnas cromatográficas (12).
* Vitramon GmbH, Postfach 1420, D-7150 Backnang-Waldrems.
Recibido el 20-10-89 y aceptado el 15-4-90.
MAYO-JUNIO, 1990
ABSTRACT.—Sol-gel processing of fine powders for electronic
ceramics, optical fibers and chromatographic
elements.
The homogeneous precipitation of Ti(Nb)02 from Ti
and Nb alcoxides mixture is considered in the case of
strontium titanate (STO). This powder reacts with
SrCOa at 1,100°C and disaggregated by milling. The addition
of liquid phase is also examined in the SÍO2-AI2O3
system by dipping the STO grains in alcoxides solutions
of Si and Al following by drying and oxidation at 500-
700°C. A dielectric material with permittivity €=21,000
and dielectric losses of tgô=0.016 was obtained.
A similar processing of circular glass structures formation
(SÍO2) cladding/(Si02-Ge02) core by sol-gel processing
based on the hidrólisis and policondensation of Si and
Ge pure powders alcoxides mixtures has been developed.
These doubles gels structures can be optimize in such a
way that in the drying curing, and desifying processes (the
last at 1,500°C on helium flux) give glasses depicting
homogeneity and free of defects.
In the case of chromatographic materials the preparation
of spherical porouses powders in the Si02-Zr02-
TÍO2-AI2O3 system is considered. These powders were
prepared by using viscous precursors type polisiloxanometalozano
from silicium alcoxide pre-hidrolyzed and Zr,
Ti and Al alcoxides mixtures. Spherical particles with hihg
porosity have been obtained. These particles were oxidized
at 500-700°C containing a 1-2 gml-i porosity, giving
rise to minerals substrates having high chemical stability
as was demonstrated for a material of the 85 SÍO2 •
• 5Zr02 • 5TÍO2 • 5AI2O3 (weight %) composition. Otherwise,
it is possible to change the structure of the porous,
so that after the final oxidation the porous are constant
size and, therefore, very useful for high resolution chromatographic
separations.
Por razones de claridad se describen a continuación las
etapas sucesivas requeridas para la preparación de los materiales
analizados en esta publicación.
1.1. Síntesis de STO (titanato de estroncio)
estabilizado por difusión gaseosa
1. Precipitación de granos Ti(Nb)02 Y oxidación.
2. Reacción del Ti(Nb)02 con COjSr a 1.100°C primero
en atmósfera oxidante y luego reducido bajo la acción
de 10% H2-90% Ar a 1.100°C por 1 h. (Nota:
La formación del STO puede también efectuarse me-
145

Sintetizado sol-gel de polvos finos.
diante la precipitación directa a partir de una mezcla
de alcóxidos de los tres metales.)
3. Desaglomeración en un molino de bolas.
4. Deposición de capas de 90% SiO2-10% AI2O3 mediante
sol-gel.
5. Oxidación de las capas a temperaturas no mayores a
los 500 °C y desaglomeración en un molino de bolas
de Zr02.
6. Prensado o laminado de polvos finales y sinterizado
en atmósfera reductora a 1.280°C.
7. Recocidos a temperaturas del orden de 900 °C en atmósferas
de alta presión parcial de Pb.
1,2. Preformas ópticas concéntricas
1. Síntesis de polvos monodispersos de SÍO2 y SÍO2-
Ge02 mediante la precipitación controlada a partir de
líquidos metaloxanos.
2. Preparación de un tubo de SÍO2 mediante la gelificación
de una vena líquida (alcóxidos más polvos dispersos)
contenida en tubo sujeto a rotación continua.
3. Llenado del tubo húmedo previo con líquido integrado
por alcóxidos y polvos de composición
(100—x)Si02 • xGe02 (x: dependiendo de la diferencia
final en índices de refracción). Envejecido hasta
la formación del gel para dar el «core».
4. Secado, con un autoclave, de la estructura circular concéntrica
dando un cuerpo seco del mismo volumen
inicial.
5. Curado y sinterizado de la estructura mediante calentamiento
hasta 1.500°C bajo la acción primero de O2
y luego de He conteniendo, en ciertos márgenes de
temperatura, gases deshidrolizantes como cloro. Este
cuerpo vitreo pueder ser estirado en fibra óptica a través
de, por ejemplo, un calentamiento bajo flujo de
Ar a unos 2.100 °C.
1.3. Polvos esféricos porosos
1. Preparación de precursores poliméricos polimetaloxanos
líquidos a partir de alcóxidos de Si, Zr, Ti y Al.
2. Dispersión de los «aceites» en un medio acuoso agitado
continuamente.
3. Gelificación de las gotas mediante el agregado de catalizadores.
4. Extracción de los geles a través de filtrado y secado
a 150°C.
5. Curado y conversión en polvos esféricos minerales
por medio de calentamiento hasta 700°C bajo flujo
de O2.
146
2. TITANATO DE ESTRONCIO (STO)
De acuerdo con la teoría de Maxwell-Wagner (11), un sistema
bifásico de granos (dieléctricos o semiconductores) separados
por capas finas (preferiblemente dieléctricas de constante
dieléctrica e^,) muestra las siguientes propiedades
(efecto GBBL: «grain boundary barrier layers»): 1) una constante
dieléctrica efectiva igual al producto de e^ por el cociente
entre el tamaño de grano y el espesor de las capas aisladoras
(€ = ebXdg/db), para frecuencias menores a la de
relajación; 2) una resistividad (r) efectiva igual a r^xdb/dg
(en que b y g se refieren respectivamente a las capas y granos)
para frecuencias bajas y de modo que r disminuye a
rg para frecuencias mayores a la de relajación; y 3) una
constante de tiempo (RC; R: resistencia,, y C: capacidad) incrementada
por el factor (ág/áby^^. En general, es preferible
el uso del STO dopado, por ejemplo, con niobio. De este
modo se pueden obtener conductividades electrónicas hasta
diez veces mayores que con el titanato de bario dopado. Gracias
a este efecto es posible desplazar la frecuencia de relajación
a valores del orden de 10^ Hz, extendiéndose así el
margen de utilización de estos condensadores según el efecto
«GBBL» previamente discutido. En el caso de condensadores
monolíticos es interesante aumentar el tamaño del grano
a 50 ó 100 mieras mediante un leve enriquecimiento del titanato
presinterizado (> 1.450°C) en TÍO2. Dicho titanato
después de la difusión de la fase aisladora, durante un recocido
posterior a temperaturas del orden de 1.100°C, puede
desarrollar un e próximo a 50.000 o incluso a valores mayores
con un buen producto RC. Por el contrario, para otros
condesadores laminados con electrodos internos, es necesario
disminuir el tamaño de grano y, si es posible, reducir
la temperatura de sinterizado. En este caso se pretende que
sean compatibles con electrodos internos basados en Ag/Pd
que son mucho más económicos que aquellos basados en Pt
o Pt/Pd(Au). La reducción del tamaño de grano obedece a
la necesidad de conservar la rigidez dieléctrica de las capas
individuales; sin embargo, dicho tamaño de grano no debe
ser mucho menor que 5-10 mieras, pues se perdería el efecto
GBBL.
El titanato de estroncio dopado con niobio puede prepararse
de varios modos. Además de la síntesis clásica basada
en la reacción en estado sólido entre COgSr y Nb205/Ti02,
puede considerarse la preparación directa del SrTi(Nb)03_¿
parüendo de alcóxidos de los tres metales o bien la síntesis
previa del Ti(Nb)02_ô, mediante alcóxidos o compuestos
inorgánicos además de la reacción con COgSr. Otra vía
consiste en incorporar mediante alcóxidos el Nb205 en forma
de capa delgada sobre el STO o el Ti02(+C03Sr) y tratar
térmicamente las distintas fórmulas para inducir la difusión
del niobio en la estructura cristalina respectiva.
Por ejemplo, se hizo reaccionar a 1.100°C 8,6 g
Ti(Nb)02 con 15,6 g CO.Sr, obteniéndose el STO (99,9%
SrTiO3-0,7% Nb205 (% molar). Posteriormente, el STO
se redujo a temperaturas semejante con una gaseosa de 10%
H2 • 90% Ar y se molió con bolas de carburo de wolframio
en polvo fino (1-5 mieras). El polvo fino de Ti(Nb)02 se
extrajo por filtrado, lavado en acetona y secado, de una dispersión
obtenida agregando lentamente la mezcla A en B[A:
28,55 g Ti(OC2H5)4, 100 g C2H5OH, 0,56 g Nb(OC2H5)5 y
C2H5OH hasta un volumen de 625 mi; b: 13,51 g NH4OH
(0,5 N en H2O) y C2H5OH hasta un volumen de 625 mi].
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Los granos semiconductores de STO se recubrieron de capas
de composición 90% SÍO2 * 10% AI2O3 (% en peso)
previamente al compactado (o laminado) y sinterizado. Las
capas se obtuvieron mediante la inmersión y retirado de forma
controlada del polvo en una solución de la siguiente composición:
41,6 g Si(OC2H5)4, 30 g 1-BuOH, 7,9 g
Al(OC4H9)2 • (C6H9O3). 1,84 g HC1(0,1 N en EtOH) y (3,3
g H2O/I82 g EtOH). Esta solución se mezcló y trató a
50°C durante 0,5 h antes de usarse para la obtención de las
capas. Una vez seco, el polvo se calentó a 550°C durante
1 h en atmósfera de O2 y se desagregó mediante 1 h de molienda
suave usando bolas de Zr02.
En la figura 1 se muestran las micrografías de microscopía
electrónica de barrido (MEB) del polvo final del STO
modificado con capas de SÍO2/AI2O3 en las que se puede observar
un buen estado de desaglomeración.
Fig. \ .—Micrografia MEB de STO, modificado con SÍO2/AI2O2
y preparado para el conformado.
Dichos polvos se presaron o laminaron usando ligantes
constituidos por polímeros orgánicos (por ej., resinas acrílicas)
y pueden sinterizarse después de la combustión de la
materia orgánica a 1.280°C durante 2 h en atmósfera de N2
o de N2(+l% H2). Con el fin de desarrollar óptimamente
el efecto GBBL, los materiales cerámicos se reconocieron
en atmósferas de alta presión parcial de Pb a 900 °C durante
3 h. En la figura 2 puede observarse la microëstructura de
los condensadores finales en los que se aprecia la acumulación
de la fase aisladora en los bordes de grano y en las junturas
múltiples. También se detecta un tamaño de grano uniforme
y una baja porosidad. Respecto a las propiedades
dieléctricas es importante destacar que para tales materiales
cerámicos se obtuvieron valores de e de 21.000 y Q=60 entre
1 kHz y 10 MHz (Q = 1/thô, en que tgô es el coeficiente
de pérdidas).
C. J. R. GONZALEZ OLIVER
Fig. 2.—Micrografia MEB de la microëstructura del cerámico STO,
pulido y recubierto con carbón.
3. POLVOS Y FIBRAS OPTICAS
DEL SISTEMA Si02-Ge02
La síntesis de preformas vitreas orientadas al estirado de
fibras de calidad óptica se ha llevado a cabo principalmente
mediante procesos gaseosos, como CVD («chemical vapor
deposition»). Los vidrios del sistema Si02-Ge02 muestran
una excelente transmisión luminosa cuando los tetracloruros
metálelos empleados en su preparación son de alta pureza
y si las preformas se encuentran suficientemente deshidrolizadas
con el fin de eliminar las bandas de absorción
correspondientes a los OH". La técnica sol-gel se ha usado
para preparar vidrios de ese sistema debido esencialmente
a la posibilidad de reducir de un modo importante los costos
de producción (6) y de preparar de forma relativamente simple
una serie de estructuras ópticas adecuadas. Por ejemplo,
el correspondiente precursor de sflice puede gelificar en unos
15 minutos, lo que permite su introducción en un tubo que
se hace girar horizontalmente alrededor de su eje de modo
que el líquido se distribuye a su vez en forma de tubo. La
rotación se mantiene hasta que la vena líquida tubular se solidifica
dando lugar a un tubo de gel húmedo («cladding»).
Posteriormente puede añadirse un precursor gelificante del
sistema Si02-Ge02 con el fin de obtener el «core» de la futura
preforma vitrea. Por diversas razones es interesante añadir
determinados polvos (SÍO2 o Si02-Ge02) a los distintos
geles. Por ejemplo, para geles «cargados» con polvos vitreos
se observa, durante el secado, una contracción mucho menor
que para los geles sin polvo. Por otro lado, para los primeros,
la estructura porosa después del secado es más abierta
(poros de mayor tamaño y conectividad), lo cual da lugar
a un material deshidrolizado (material poroso calentado, por
ejemplo, en atmósferas ricas en productos clorados y Añorados)
más eficiente y que permite la densificación a un material
vitreo que puede ser estirado en fibras sin defectos como
burbujas, etc.
Partiendo de Si(OC2H5)4 y Ge(OC2H5)4 de alta pureza se
han preparado mezclas de composición 90% SÍO2 -10%
MAYO-JUNIO, 1990 147

Sintetizado sol-gel de polvos finos.
Ge02, 96% SÍO2 * 4% Ge02 y de sílice pura. Los correspondientes
precursores suficientemente diluidos en alcohol
etílico se precipitaron de un modo especial (proyección a presión)
usando mezclas alcohólicas de H2O y NH4OH. Los
polvos obtenidos son casi esféricos, de tamaño constante y
bien desaglomerados (fig. 3). Los polvos de SÍO2 o de
Fig. 3.—Micrograßa MEB de los polvos de sílice con una 4% de Ge02.
Si02-Ge02 se pueden filtrar y dispersar en nuevos disolventes
compatibles con los líquidos gelificantes o bien se pueden
filtrar, lavar y secar antes de añadirlos a los líquidos
gelificantes.
Por ejemplo, una mezcla de 9,5 g de CH3OH, 10 g de
Si(OC2H5)4 y 3,5 g de SÍO2 se calentó a ebullición durante
2 h antes de adicionar 3 g de NH4OH (0,13 N en alcohol
etflico) y 2,3 g de H2O. La solución se calentó 3 minutos
a 60°C y se depositó en un tubo horizontal de vidrio de borosilicato.
Los extremos del tubo se sellaron con tapas especiales
que permiten montarlo en un torno. El sistema se so­
Fig. 4.—Fotográfica de las estructura «rod-in-tube» de un gel secado en
condiciones de temperatura y presión críticas.
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metió a rotación a 200 rpm, obteniéndose una vena tubular
que se solidificó en unos 45 minutos. Al cabo de una hora
de rotación el tubo de borosilicato se desconectó y se montó
verticalmente para añadirle una mezcla del mismo tipo de
gel/polvo/ (96% SÍO2 • 4% Ge02) que se soHficó en 5 minutos.
Esta estructura «rod-in-tube» se secó (fig. 4) en un
autoclave a unos 190 atm y a 285°C. El autoclave se descomprimió
a 40 atm/h hasta unas 5 atm y luego se enfrió
a temperatura ambiente.
Las estructuras de este tipo se pueden sinterizar a 1.500°C
durante 2 h en atmósfera de helio, de forma que entre 800
y 1.100°C el He se dopa con CI2 con el fin de deshidrolizar
la estructura. Finalmente el vidrio se estiró en fibra
(1 km) mostrando una absorción aceptable. En la figura 5
se reproduce una sección transversal de la misma. Puede
apreciarse tanto el «cladding» de sílice como el «core» de
Si02-Ge02 y que el permanio está razonablemente bien distribuido
a través del «core» de la fibra.
Fig. 5 .—Micrografía MEB de la fibra final obtenida que muestra la distribución
de germanio a través de la estructura «core/cladding».
Por lo tanto, la técnica propuesta permite obtener polvos
amorfos y de suficiente homogeneidad como para ser usados
satisfactoriamente en la preparación de geles aptos como
precursores de vidrios de buena calidad óptica.
4. POLVOS POROSOS
DEL SISTEMA Si02-Zr02-Ti02-Al203
Para separaciones cromatográficas (12) en fase líquida, por
ejemplo en el caso de soluciones proteicas, se utilizan normalmente
columnas de sílice porosa, preferentemente con
granos esféricos, en donde la separación por exclusión se
puede efectuar o bien a presión normal o bien a altas presiones.
La sílice (o también el CPG: «controlled porous glass»,
un material que contiene un 96% de SÍO2) es estable hasta
un pH del orden de 8-9 y, por lo tanto, se han desarrollado
métodos para depositar sobre ellos capas más estables (conteniendo,
por ejemplo, Zr02) que mejoran la resistencia a
BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. VOL. 29 - NUM. 3

Sintetizado sol-gel de polvos finos..
Fig. 6.—Micrograßa MEB de la morfología típica de un material PG3
poroso.
la corrosión de la SiOj. Otra posibilidad consiste en sintetizar
cuerpos silíceos que contengan cantidades importantes
de óxidos estabilizantes.
En general (9), se prepara una solución precursora (PG3)
de composición (% en peso): 85 SÍO2 * 5 ZTO2 * 5 TÍO2 *
• 5 AI2O3 a partir de alcóxidos. Dicha solución se dispersa
en forma de gotas esféricas en disoluciones acuosas y se
gelifica mediante la adición de un catalizador del tipo
NH4OH. El material obtenido se puede extraer del líquido
inicial por filtración y tras un secado y calentamiento a
500-800 °C se obtienen polvos vitreos o cerámicos de alta
porosidad y de estabilidad química superior a la de la sílice
(especialmente a ph>8).
Por ejemplo, para la composición PG3 se pre-hidrolizó
primero el tetraetóxido de silicio de acuerdo a la composición
(a) y luego se le agregó la mezcla (b) y se sometió el
conjunto a una destilación bajo ñujo de nitrógeno. En la etapa
delicada se busca inducir el crecimiento de polímeros cíclicos
y lineales de determinadas características y de excluir
el agua molecular (producida mediante las reacciones de policondensación)
a fin de obtener precursores de composición
fija y de alta estabilidad frente a envejecimientos en
atmósferas normales. Las composiciones (a) y (b) fueron:
(a) -400 g Si(OC2H5)4, 109 g C2H5OH, 15 g HCl (0,1 N
en C2H5OH) y 34,6 g H2O; (b) -23,3 g Zr(OC3H7)4 •
• xiPrOH, 19,4 g Ti(OC2H5)4 y 40,2 g (OC4H9)2 • (C^H^O).
La síntesis de polvos esféricos y porosos se basó en las
composiciones siguientes: (A) —60 ml P 3,40 ml tam (alcohol
teramínico); (B) —495 g H2O, 0,5 g PEG 400 (polietilenglicol,
Pm=400). La solución (B), contenida en un recipiente
de 2 litros, se agitó constantemente a 750 rpm mediante
una barra magnética. A continuación se añadió la solución
(A) en el transcurso de 3 minutos, obteniéndose un
sistema de gotas de (A) estable en (B). Posteriormente se
agregaron 60 ml de NH3(25 % en HjO) y se prosiguió la
agitación a la misma velocidad durante 40 minutos.
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Fig. 1 .—Micrografía MEB de la estructura porosa de un material PG3
modificado.
Las gotas líquidas se solidificaron en esferas con una cierta
distribución de tamaños. Dichas gotas se envejecieron en la
solución inicial durante 24 horas, se extrajeron por filtración
y se secaron en un horno a 80°C por otras 24 horas.
Así se produjeron 25,6 de PG3.1 con tamaño de partículas
inferior a 100 mieras. En la figura 6 se muestra la morfología
típica del material hecho.
Los soportes porosos se calentaron lentamente hasta 560 °C
dando una superficie específica de 500 m^g-^ un volumen
de poros superior a 1 mi g-^ y con un 20% de los poros de
unos 200 X de tamaño.
Anticipando subsiguientes presentaciones se menciona aquí
que se estudió también cómo hacer las siguientes composiciones
(% en peso): Gl-85% SÍO2 • 15% Zr02, G2-50%
SiO2-50% Zr02 y G4-50% SÍO2 • 20% Zr02-15%
TÍO2 -15% AI2O3. Otra parte en estos trabajos consistió en
el desarrollo de métodos que permitiesen el control del tamaño
de los poros. Por ejemplo, se analizaron el efecto, sobre
la porosidad final, de la composición inicial polimérica,
tratamientos hidrotérmicos, secados y calentamientos en atmósferas
controladas, impregnaciones con distintas sales y
compuestos tanto al nivel de gel húmedo como al nivel obtenido
después de una sinterización parcial y la acción de
ataques químicos.
En la figura 7 se muestra una micrografía MEB de un
material PG3 modificado de tal forma que posee más de un
60% de poros de unos 1.000 A con un volumen total de poros
de 1,5 mlg~'. Brevemente, primero se secaron los soportes
con un autoclave dando un volumen de poros mayor
a 3 mlg~', y segundo, los polvos fueron inpregnados de una
manera específica con una solución acuosa conteniendo 25 %
de sales (90% NaCl • 10% BaCl2); depués del secado y calcinado
a 700°C durante 2 horas, los polvos fueron lavados
y una vez exentos de sales, fueron medidos con un porosímetro
a mercurio hasta presiones de 1.000 kgcm-^.
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En general, se observó que los materiales PG3 son amorfos
hasta aproximadamente 650 °C y si se los calientan hasta
1.200°C se obtienen principalmente las fases cristalinas siguientes:
Si02(ASTMll-695) y ZrTi04(ASTM34-415).
Finalmente, cuando se ataca el material PG3 con Aa[15
mi HCl(lN), 15 mi HNOgílN) y 30 mi EtOH] o con Ab[35
mi NaOH(0,lN) y 35 mi EtOH] durante 2 horas a ebullición
éste muestra una resistencia a la corrosión muy superior
a la del material CPG(96% SÍO2), especialmente en el
caso del ataque alcalino. Para cada ensayo, se utilizaron
50 mg de material y las cantidades (suma de óxidos de silicio,
titanio y aluminio; el Zr02 no fue medido) extraídas
fueron: 6,41 mg (PG3) y 0,77 mg (CPG), para ataque con
Áa y 6,74 mg (PG3) y 49,12 mg (CPG), para el ataque con
Ab. Las superficies específicas para PG3 y CPG fueron, respectivamente,
512 y 7,8 m^g-i, lo cual permite marcar aún
más las diferencias. Es decir, en términos de cantidades totales
extraídas por m^ se calculan (en gm-^): 2,5 • 10-'^(PG3)
y 19,74 • lO-'^(CPG), después del ataque con la solución
acida y 2,6 • 10-4(PG3) y 12,60 • 10-4(CPG) para el caso
del ataque con la base.
5. CONCLUCIONES
En este trabajo se han preparado polvos de óxidos de naturaleza
muy diferente con un común denominador: el uso
de alcóxidos y la síntesis a través de una gelificación controlada.
Para el titanato de estroncio, el método se empleó
con el fin de obtener polvos dopados, así como para modificar
su superficie con otros óxidos que controlan la microestructura
del material cerámico final y para reducir la temperatura
de sinterización.
Los polvos del sistema Si02-Ge02 son amorfos y perfectamente
compatibles con las soluciones gelificantes, de modo
que permiten la preparación de geles homogéneos aptos
para obtener vidrios de alta pureza con buen comportamientos
frente al estirado de fibras.
Asimismo, se pueden preparar polvos porosos y esféricos
de 5-500 mieras con composiciones complejas de gran
estabilidad ante el ataque alcalino. También es importante
señalar las grandes porosidades obtenidas y la posibilidad
de control de la estructura porosa.
AGRADECIMIENTOS
El autor agradece a J. M? Rincón y demás miembros del
equipo de redacción del Boletín de la S.E.C.V. por las gestiones
realizadas para la reproducción parcial de este trabajo
cuya publicación original se efectuó en el VIII Cong. Expos.
Argentino y II Iberoamericano de Cerámica, Vidrios
y Refractarios (19888, Buenos Aires, R. Argentina). También
se agradece a uno de los revisores por sus constructivas
sugerencias.
150
6. BIBLIOGRAFÍA
C. J. R. GONZALEZ OLIVER
1. BUCHANAN, R. C: Ceramics materials for eletronics.
Processing, properties and aplications. Marcel Dekker.
Inc., N. Y./Basel, 1986.
2. CARTURAN, G.; GOTT ARDÍ, V., Y GRACIANI, M. J.:
Non-Cryst. Solids, 29 (1978), 41.
3.. GONZÁLEZ, O. (C.J.R.); JAMES, P. F., y RAWSON,
H.: Vidrios y capas delgadas (y fibras) vitreas obtenidas
a partir de gelatinas (y/o soluciones) producidas
por la técnica sol-gel, a bajas temperaturas. Revisión.
I Congreso Iberoamericano de Cerámica y
Vidrio, Málaga (1982), tomo II, 1005-1014.
4a. HARMER, A. L.; PUYANÉ, R., y GONZÁLEZ, O.
(C. J. R. ) : Method for manufacturing glass preforms
to be used in the melt drawing of opticc.l fibers.
EP0082231 (1986).
4b. PUYANÉ, R.; GONZÁLEZ, O. (C.J.R.), y HARMER,
A. L.: A method for making a doped polysiloxane
gel and the conversion thereof into glass forms.
EP0099440 (1985).
4c. GONZÁLEZ, O. (C.J.R.): Verres optiques aluminosilicates.
CH657118 (1986).
4d. GONZÁLEZ, O. (C.J.R.); DE POUS, O., y SCHNEI­
DER, M.: Porous spherical glass filtrating beads and
method for the manufacturing thereof. US4713338
(1987).
5. GONZÁLEZ, O. (C.J.R.); JAMES, P. P., y RAWSON,
H.: Silica and Silica-titania glasses prepared by the
sol-gel process. J. Non-Cryst. Solids, 48 (1982),
129-152.
6. HARMER, A. L.; PUYANÉ, R., y GONZÁLEZ, O.
(C.J.R.): The sol-gel method for optical fiber fabrication.
lEOC (Fiber Optics), (1982), 3 (6), 40-44.
7. GONZÁLEZ, O. (C.J.R.), y KUME, M.: Alkoxide
lox temperature synthesis o complex silicate glasses
in monolithic form. J. Non-Cryst. Solids, 82 (1986),
256-264.
8. GONZÁLEZ, O. (C.J.R.), y KATO, I.: Sn (Sb) oxide
sol-gel coatings on glass. /. Non-Cryst. Solids, 82
(1986), 400-410.
9. GONZÁLEZ, O. (C.J.R.); SCHNEIDER, M., y KUSA-
NO, H.: Porous silicate beads by gelation. J. Non-
Cryst. Solids, 100 (1988), 274-277.
10. GONZÁLEZ, O. (C.J.R.); SCHACHNER, H.; TIPP-
PANN, H., y TROLER, F. J.: Superconducting thin
films of Y-Ba-Cu-oxide by sol-gel and CVD methods.
Physica, C 153-155 (1988), 1042-1043.
11. LEVINSON, L. M., y HILL, D. D.: Grain boundary
phenomena in electronic ceramics. Adv. Ceram., vol.
1 (1981), p. 215 (By G. Goodman).
12. ENGELHARDT, H. : High performance liquid chromatography.
Springer, Berlin, N. Y. (1979).
BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. VOL. 29 - NUM. 3