Estudio sobre la sinterización mediante microondas de materiales de circonia nanométrica obtenida a través de conformado coloidal

Abstract

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En un intento de optimizar los recursos energéticos en los procesos industriales se están desarrollando o recuperando nuevas tecnologías de calentamiento. En el calentamiento por microondas los materiales absorben energía electromagnética y la transforman en calor. Este proceso es diferente al de los métodos convencionales, donde el calor se transfiere entre los objetos mediante los mecanismos de conducción, radiación y convección. Las principales ventajas del calentamiento por microondas pueden resumirse en tres: reducción de tiempos de procesado, reducción de costes de producción y beneficios medioambientales. Por tanto, las microondas son una clara alternativa a los métodos de calentamiento convencionales, empleando hasta un 70% menos de energía en todo el proceso de sinterización. En este trabajo se ha llevado a cabo un estudio sobre la sinterización mediante microondas de circona nanométrica obtenida mediante conformado coloidal. La suspensión inicial preparada a partir de los polvos comerciales y agua se vierte dentro de unos moldes de PVC sobre una base de escayola, cuya finalidad es la de absorber el agua hasta obtener compactos en verde de la forma geométrica deseada. Las muestras se sinterizaron a diferentes temperaturas: 1200, 1300 y 1400 ºC, con una estancia de 10 minutos a la máxima temperatura y una rampa de calentamiento entre 40-50 ºC/min. Se ha conseguido un material de alta densidad (>98%), con unos valores de dureza y tenacidad excelentes y una microestructura homogénea. Los materiales obtenidos por microondas fueron comparados con los obtenidos por otras técnicas: el horno convencional y la técnica no-convencional por descarga eléctrica pulsada de corriente continua, conocida como SPS (del inglés, Spark Plasma Sintering), obteniéndose unos buenos valores de propiedades que quedan superados con el empleo de la técnica de microondas.