Modelización Termodinámica y cálculo del diagrama de equilibrio de fases ZrO2-CaO-MgO. Aplicación al diseño y obtención de materiales de MgO-CaZrO3

Resumen

La modelización termodinámica y el cálculo de diagramas de equilibrio de fases mediante la metodología CALPHAD (Calculation of Phase Diagrams) constituye una poderosa herramienta de cara al diseño y desarrollo de materiales cerámicos. Dicha metodología se ha aplicado al sistema ZrO2-CaO-MgO utilizando el programa Thermo-Calc, que permite calcular las funciones de energía libre de Gibbs (G) de las distintas fases del sistema, descritas mediante el modelo teórico apropiado. Se calcula la superficie de líquidus del sistema así como las secciones isotermales de 1420º, 1600º, 1700º y 1750º C, y las secciones isopletales MgO-CaZrO3 y MgO.CaO-ZrO2. El diagrama ZrO2-CaO-MgO calculado ha sido empleado para diseñar materiales de MgO-CaZrO3. Se lleva a cabo la obtención de materiales densos de óxido de magnesio y circonato cálcico a partir de mezclas materias primas naturales y de síntesis. El proceso de reacción-sinterización se estudia utilizando las técnicas habituales y la termodifracción de neutrones, técnica que permite el seguimiento in situ y en tiempo real de los procesos de reacción. Por último se establece el mecanismo de ataque fisicoquímico a matrices propuestas de MgO-CaZrO3 por clinquer de cemento, observándose la viabilidad de dichos materiales para ser empleados como revestimiento en hornos de clinquerización de cemento.