Procesamiento coloidal de recubrimientos y piezas densas y reticuladas de circón y circón/circona

• Autores: Eduardo Rosado Rodríguez
• Directores de la Tesis: Rodrigo Moreno (dir. tes.), Enrique Sánchez Vilches (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Número de páginas: 226
• Tribunal Calificador de la Tesis: Mª Isabel Santacruz Cruz (presid.), Mario Borlaf Pinar (secret.), Víctor Manuel Candelario Leal (voc.), Mónica Vicent Cabedo (voc.), Sabrina Arcaro (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Aplicada por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Física
    • Química física
      • Química de coloides
    • Física del estado sólido
      • Materiales compuestos
    • Unidades y constantes
  • Química
    • Química inorgánica
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de materiales
      • Materiales cerámicos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • El circón o silicato de circonio (ZrSiO4) es un material cerámico ampliamente disponible y de bajo coste, empleado habitualmente como materia prima para la producción de ladrillos refractarios o como aditivo opacificante en la industria de los sanitarios. Su empleo como material estructural o en aplicaciones tecnológicas de alta temperatura es limitado, debido a su baja sinterabilidad y, por tanto, a la baja densidad generalizada de los materiales producidos y a sus pobres propiedades mecánicas en comparación con otros materiales de cerámica técnica. En esta tesis doctoral, se ha implementado el procesamiento coloidal y el empleo de suspensiones cerámicas para el conformado de materiales basados en circón y de composites basados especialmente en el sistema circón/circona. De esta forma, se han estudiado en profundidad las propiedades coloidales de las suspensiones de circón, de mezclas circón/circona y de mezclas circón/alúmina y circón/titania mediante diferentes técnicas de caracterización coloidal y reológica, optimizando el grado de dispersión de las partículas y la homogeneidad de las mismas mediante el empleo de aditivos dispersantes y de diferentes métodos de tratamiento como la sonicación o la molienda. A partir de las suspensiones optimizadas, se han obtenido recubrimientos gruesos de barrera térmica y medioambiental mediante proyección por plasma de suspensiones (SPS), se han conformado materiales densos y homogéneos mediante las técnicas de colaje y gelificación, y se han conformado piezas complejas con porosidad reticulada mediante la técnica de impresión 3D por procesamiento digital de luz (DLP). También se estudió el proceso de densificación de los materiales basados en circón y de los diferentes composites mediante sinterización convencional y por métodos de sinterización no convencional como SPS. Finalmente, se han caracterizado todos los materiales obtenidos, tanto los recubrimientos como las piezas, intentado correlacionar las propiedades coloidales de las suspensiones empleadas y de los distintos parámetros de los métodos o técnicas de conformado con la microestructura resultante, la evolución de fases cristalinas, su grado de densificación y las propiedades térmicas y mecánicas de los materiales producidos. De esta forma, se abre la posibilidad de emplear el circón como un material cerámico técnico para aplicaciones industriales y tecnológicas de alta temperatura, optimizando el proceso de conformado de los diferentes materiales para mejorar su rendimiento termomecánico en servicio