Los diagramas de equilibrio de fases como una herramienta para el diseño y comprensión del comportamiento en servicio de los materiales refractarios

Abstract

La aplicación de los diagramas de equilibrio de fases para diseñar materiales refractarios y también para comprender su comportamiento en servicio, ha sido, a lo largo del tiempo, un tema de controversia en el campo de la cerámica y de los refractarios. Sin embargo, en la tecnología refractaria moderna es posible obtener mezclas homogéneas a través de rutas sofisticadas de procesamiento. Como resultado, las velocidades de reacción son generalmente lo suficientemente altas para alcanzar el equilibrio o cuasi-equilibrio durante la cocción convencional del material así como en su comportamiento en servicio. Por lo tanto, hoy en día, los diagramas de equilibrio son válidos no sólo para determinar la tendencia termodinámica de equilibrio durante la cocción del material refractario, sino también para predecir el estado final de equilibrio y, con una buena comprensión de las relaciones de equilibrio, también es posible conocer el camino a través del cual el sistema refractario evoluciona hacia el estado final durante su aplicación. En consecuencia, los diagramas de equilibrio son una potente herramienta para el diseño de nuevos materiales refractarios, así como para una mejor comprensión de su comportamiento en servicio en condiciones de alta temperatura y agentes corrosivos. En el presente trabajo se pretende mostrar, a través de algunos ejemplos pertinentes, cómo el proceso de fabricación de algunos materiales refractarios tradicionales puede ser explicado y también cómo es posible mejorar y / o diseñar nuevos materiales refractarios mediante el uso de los diagramas de equilibrio de fases apropiados. El presente trabajo recopila y revisa la última conferencia plenaria impartida por el Profesor Salvador De Aza sobre el tema. The phase equilibrium diagrams as a tool for the design and use of refractoriesRefractories are complex materials used at high temperature, in severely corrosive atmospheres and in contact with aggressive liquids. The high temperatures imply that such systems tend to equilibrium and this is frequently attained during service; at least local equilibrium is achieved. This allows the basic principles of phase diagrams to be used in this technology. Traditionally, refractories have been designed to be close to equilibrium so that in-service changes were restricted. Currently, additions of raw materials are often made that will react in use, in a controlled manner, to give favorable effects under the service conditions. Equilibrium diagrams are valid not only for determining the thermodynamic tendency but also for predicting the final equilibrium state and to know the way through which the material moves into the final state. In this context equilibrium diagrams become a powerful tool for a better understanding of the behavior of refractrories during service. After a general consideration on the importance of phase equilibrium diagrams in this field, criteria for using equilibrium diagrams, as a tool for improving traditional refractories and/or designing advanced or new refractories, will be given. P...

Production of Ceramic Materials Using only Waste as Raw Materials

“…The ternary phase equilibrium diagram SiO 2 -Al 2 O 3 -CaO [15] was used to formulate mixtures with a chemical composition similar to that of ceramic building materials used by the ceramic industry of Bailén to manufacture structural bricks, as has been described in [16] (R and V mixtures, Figure 1), C and D mixtures. On the other hand, it is intended to make a porous mixture, A mixture, with a high insulation capacity.…”