Incorporación de boro en cerámicos tecnológicos del sistema Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>-SiO<SUB>2</SUB>

Abstract

Motivados por la importancia de los yacimientos de sales de Boro del Noroeste Argentino en el presente trabajo de tesis nos hemos propuesto estudiar diversas estrategias de incorporación de Boro en materiales cerámicos; abordando materiales refractarios - estructurales y cerámicos triaxiales. Mediante diversas técnicas termo-analíticas hemos podido describir los procesos químicos y físicos característicos que suceden durante el procesamiento térmico de estos tipos de materiales. Estableciendo estrategias sencillas de procesamientos de boratos de aluminio a partir de alúmina y ácido bórico, se evaluaron los aspectos estructurales, microestructurales, y el comportamiento mecánico; en función de los resultados obtenidos se establecieron potenciales aplicaciones estructurales, aislantes o filtrantes que emplean solo alúmina y ácido bórico como fuente de óxido de Boro. Se estudió el comportamiento térmico, sinterabilidad y propiedades del sistema Al2O3 - SiO2 - B2O3 basado en dos arcillas caoliníticas, y distintas fuentes de Boro, que comprendieron al ácido bórico, bórax, colemanita y ulexita. Se estableció un rango óptimo de adición de las fuentes de Boro a la formulación del material cerámico, logrando orientar distintos aditivos de origen borásico en las formulaciones de la cerámica triaxial basada en arcillas caoliníticas, estableciendo sus características fundentes en función de las temperaturas óptimas de maduración y las propiedades que confiere cada aditivo al material cerámico en función de su composición química. También se estudió la estabilidad de la incorporación de Boro a un sistema cerámico, a través de fuentes no oxídicas, como el carburo de Boro (B4C) y el nitruro de Boro (BN), abordando fundamentalmente las influencias en el comportamiento térmico bajo atmósferas inertes. Con el estudio realizado se logró generar conocimiento básico y aplicado sobre la fabricación de borato de aluminio, por reacción sinterización de alúmina y ácido bórico; describir las reacciones y procesos químicos que ocurren durante los pretratamientos y el procesamiento térmico de boratos como fundentes secundarios o primarios en reemplazo de feldespato, utilizando materias primas nacionales y aportando a la cadena de valor agregado del Boro. Por lo que este estudio sienta las bases para futuras investigaciones o implementaciones, alrededor de los sistemas abordados, donde se deberán ajustar las variables de acuerdo con el fin del mismo.