Estudio del proceso de gelificación de suspensiones de sílice con adición de NH4Cl

Lambea Antón, María Pilar
Mora Alfonso, Mario (dir.) ; Tomás Gimeno, María (dir.)

Universidad de Zaragoza, EUITIZ, 2011
Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales y Fluidos, Área de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica

Ingeniero Técnico Industrial (Esp. Química Industrial)

Resumen: Una de la formas de conformar materiales cerámicos es a partir de suspensiones coloidales. Este proceso consiste en la preparación y estabilización de una suspensión que contenga los polvos cerámicos de partida, y posteriormente se provoca su desestabilización. Después, se lleva a cabo un tratamiento térmico y el mecanizado de las piezas deseado y finalmente, se esmaltan las piezas cerámicas obtenidas. Este proyecto se ha desarrollado en dos partes. En primer lugar, se ha estudiado el proceso de desestabilización de suspensiones de sílice mediante un proceso de gelificación con adición de una sal inorgánica (NH4Cl). Y en segundo lugar, se ha estudiado la influencia del proceso de molienda tanto en la estabilidad de las suspensiones de partida como en el procesado final de las piezas. El primer paso ha sido el control del proceso de gelificación mediante el estudio del tiempo de gelificación. Para ello se partió de suspensiones estables de polvo de sílice y se provocó su gelificación mediante la adición de una sal inorgánica. El control de el tiempo, pH, la cantidad de sólido y concentración de agente gelificante ha sido el principal objetivo de este proyecto, ya que influyen en la homogeneidad y geometría de las piezas al final del procesado.Por otro lado, se ha evaluado la influencia del proceso de molienda del polvo de sílice de partida, tanto en la estabilidad de las suspensiones como en el procesado del material cerámico. Para ello, se ha reducido el tamaño de partícula y se ha estudiado su estabilidad mediante medidas de potencial zeta y reología. También se ha evaluado la densidad y se ha caracterizado la microestructura de las piezas finales mediante SEM. En conclusión, la obtención de piezas de sílice homogéneas con una densidad del 67 % respecto a la teórica se basa en la preparación de una suspensión con un 35 % en vol. de sílice en polvo dispersa en silicasol y tras su estabilización mediante un proceso de molienda de 5h, la adición de 0.116 M de NH4Cl provoca su gelificación en 20’ y permite conseguir piezas homogéneas y con una microestructura adecuada. Finalmente, se someten a un tratamiento térmico de sinterización a 900ºC para compactarlas y aumentar su densidad.

Palabra(s) clave (del autor): gelificación ; sílice ; cloruro de amonio ; SEM

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera