Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Feb 2003)
Microstructural features of alumina refractories with mullite-zirconia aggregates
Abstract
Refractory materials are often subjected to high temperatures and loads and their performance depends on their microstructural evolution during use. In this context, microstructural changes were monitored in alumina-based refractories containing mullite-zirconia aggregates and heat-treated at 1400°C and 1500°C for 2, 6, and 18 days. With the purpose of inducing in situ mullite formation, bricks containing microsilica were also prepared and heat-treated at 1500°C for 6 days for the sake of comparison. These heat treatments allowed for an evaluation of the use of refractories from the standpoint of temperature and time. In this work, scanning electron microscopy and X-ray diffraction analyses were made to identify the phases in the materials. The Rietveld method was also used for quantitative phase analyses. Interfacial reactions occurred between alumina and aggregates and between alumina and microsilica, causing the system to become mullitized. The effect of in situ-formed mullite was particularly evident in the results of the modulus of rupture of the materials containing microsilica. Creep tests revealed a reduction in the creep rate of materials treated at 1500°C for 18 days.<br><br>El comportamiento de los materiales refractarios, cuando sometidos a altas temperaturas y a grandes esfuerzos mecánicos, está íntimamente relacionado con la evolución microestuctural, durante su uso. En este contexto, fue realizado un estudio de la evolución microestructural de los materiales refractarios de alumina conteniendo diferentes porcentajes de agregado de mullita–circona, sometidos a tratamientos térmicos por 2, 6 y 18 días, en temperaturas de 1400 y 1500oC. Fueron confeccionados, algunos ladrillos conteniendo microsílice, con la idea de se introducir la formación de mullita en situ. Para la comparación de los ladrillos, fueron realizados tratamientos térmicos por un periodo de 6 días en 1500oC. Estos tratamientos térmicos permitieron una aproximación del refractario en uso, considerando apenas el efecto del tiempo y la temperatura. En este trabajo, fueron utilizados, la microscopia electrónica de barrido y la difracción de rayos-X para identificación y caracterización de las fases presentes. Se aplicó el método de Rietveld para el análisis cuantitativo de las fases. Ocurrieron reacciones interfaciales entre la alúmina y los agregados, y entre la alúmina y la microsílice, como resultado de la mullitización del sistema. El efecto de la formación en situ de la mulita fue notado especialmente en los resultados del modulo de ruptura para los materiales que contienen microsílice. Las pruebas de fluencia revelaron la reducción de la tasa de deformación de los materiales tratados térmicamente por 18 días a 1500°C.
