Cristalización de cordierita a partir de geles y vidrios estequiométricos. Estudio comparativo

Abstract

Se ha estudiado la influencia del precursor, gel y vidrio, sobre la cristalizaci-n de la cordierita estequiomŽtrica dentro del sistema ternario MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 . As' mismo se compara el efecto, en el caso de muestras v'treas en polvo prensado o monolito, del tipo de cristalizaci-n (mayoritariamente superficial o en volumen), en la secuencia de fases y la evoluci-n microestructural. Se han analizado, tras un mismo tratamiento tŽrmico para todas las muestras, las fases cristalizadas por difracci-n de polvo de rayos X, as' como su microestructura por microscop'a electr-nica de barrido (M.E.B.), donde parece claro que la morfolog'a final de la cordierita hexagonal, tras pasar por varios estadios, es en forma de prismas hexagonales de di ‡metro entre 5 y 10 µm y longitud variable. La cordierita derivada del gel no present-fases secundarias estables en los tratamientos tŽrmi-cos aplicados, no as' las derivadas del vidrio, donde la enstatita (MgO-SiO 2 ) y la mullita (3Al 2 O 3 -2SiO 2 ) aparecieron en peque--as cantidades durante casi todo el intervalo de temperaturas empleadas. Palabras clave : cordierita, sol-gel, cristalizaci-n, microestructura. Cordierite Crystallization from Stoichometric Gel and Glass. Comparative Study.The influence of precursor, gel and glass, on cordierite crystallization has been studied in the system MgOáAl 2 O 3 áSiO 2 . Also is compared the effect of superficial or bulk-crystallization, in powder or monolithic glass, on the sequence of crystallized phases and their microstructural evolution. After the same temperature treatment, the crystalline phases were analysed by X-ray Diffraction (DRX) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), where it seams clear that the final morphology of hexagonal cordierite agrees hexagonal prisms with 5-10 µm of external radius and variable length. Only the glass-derived cordierite has shown secondary phases , as mullite and enstatite, what were stable for all studied temperatures.Key Words : cordierite, sol-gel, crystallization, microstructure. INTRODUCCIîNLa cordierita y los vitrocer ‡micos conteniendo cordierita son materiales ampliamente utilizados debido a las especiales caracter'sticas de este mineral, como su baja expansi-n tŽrmi-ca, constante dielŽctrica, y densidad, (1,2,3) etc., que permiten su aplicaci-n con ventajas sobre materiales cer ‡micos tradicionales (2,4) o aleaciones met ‡licas, por ejemplo como substratos o empaquetamientos electr-nicos, circuitos integrados de microondas para su uso en comunicaci-n por radar, cabezas de misiles, etc. (1,2,4,5,6).La obtenci-n de materiales cer ‡micos o vitrocer ‡micos ha tenido el inconveniente de la necesidad de altas temperaturas para la obtenci-n de vidrios precursores de una aceptable homogeneidad (2,7). En este sentido, la obtenci-n de un precursor de alta homogeneidad por una ruta no convencional, tal como Sol-Gel (8,9,10,11), podr'a evitar la necesidad de este gasto energŽtico, lo que resultar'a altamente ventajoso pese al aumento en los costes de la materia prima.Aunque son muc...

Crystallisation of non-stoichiometric cordierite glasses

“…DTA curves at 5 8C/min for F and C glass fractions and M monolithic glass. peaks to higher temperatures was registered as the particle size increased, in agreement with results in the case of stoichiometric cordierite glass [12,13,21]. This fact may be associated with the occurrence of surface crystallisation.…”

“…This mechanism is based on the mixture of different ways of crystallisation. It is assumed that m-cordierite crystallises directly from the amorphous (first exothermic peak) in a directional form preferentially by a surface crystallisation mechanism in agreement with other reports for cordierite glasses [12][13][14][21][22][23]. However, a distinction of both sources of a-cordierite was made.…”

“…It has been shown that the crystallisation of compositions close to that of stoichiometric cordierite depends on the particle size of the glass [12,13]. Moreover, if the content of one of the oxides is changed, the crystallisation temperature ranges of mand a-cordierite as well as the stability ranges of both phases can be modified [14].…”

Wetting and penetration of cordierite and mullite materials by non-stoichiometric cordierite liquids

“…7a, d and g) and their crystallization by increasing time were clearly observed. The crystallization of both glasses was supported by the presence of dendrites and/or hexagonal crystals attributed a mand a-cordierite phases [13,21].…”

Obtención de Cordierita por Sol-Gel a partir de fuentes nacionales cubanas

“…(6) En el trabajo se pretende, a partir de fuentes nacionales precursoras de MgO, Al 2 O 3 y SiO 2 obtener geles con estequiometría similar a la de cordierita, evidenciando la evolución de las fases cristalinas con el aumento de la temperatura de retención, durante la sinterización de cordierita. Durante el lavado de las primeras pruebas se determinó pérdidas de MgO de un 60 %, por lo que se adicionó un exceso de pulpa de hidróxido de magnesio equivalente a las pérdidas de MgO.…”