Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Oct 2010)
Nano-oxides to improve the surface properties of ceramic tiles
Abstract
The aim of the present work is to realise ceramic tiles with superior surface mechanical characteristics and chemical resistance, by the addition of nano-oxides, such as zirconia and alumina, since such advanced ceramics oxides are well known for their excellent mechanical properties and good resistance to chemical etching. In order to avoid any dangerousness, the nanoparticles were used in form of aqueous suspension and they were sprayed, by airbrush, directly onto the dried ceramic support, before firing. To observe the distribution of the nanoparticles and to optimise the surface treatment, SEM-EDS analyses were carried out on the fired samples. XRD analysis was conducted to assess the phases evolution of the different materials during the firing step. The surface mechanical characteristics of the samples have been evaluated by Vickers’ hardness and scratch test. In addition, also chemical resistance tests were performed. Microstructural observations allowed to understand how alumina and zirconia nanoparticles acted to improve the surface performances of the modified ceramic tiles.<br><br>La finalidad de este trabajo es la de realizar baldosas con mejores características mecánicas superficiales, al incorporar óxidos de partículas nanométricas, como la circona y la alúmina, ya que se sabe que estos óxidos confieren unas propiedades mecánicas excelentes además de una buena resistencia al ataque químico. Para evitar cualquier peligro, las partículas nanométricas se usaron en forma de suspensión acuosa y se pulverizaron, por medio de un aerógrafo, directamente sobre el soporte cerámico seco, antes de la cocción. Para observar la distribución de las partículas nanométricas y para optimizar el tratamiento de la superficie, se realizó unos análisis por MEB-EDS sobre las muestras cocidas. Se llevó a cabo un análisis de difracción de rayos X (DRX) para evaluar la evolución de las fases de los distintos materiales durante la fase de cocción. Las características mecánicas de la superficie de las muestras han sido evaluadas por el ensayo de resistencia al rayado y de dureza Vickers. Además, también se llevaron a cabo ensayos de resistencia química. Las observaciones microestructurales han permitido entender cómo actuaron las partículas nanométricas de alúmina y circona para mejorar las prestaciones superficiales de las baldosas cerámicas modificadas.
