Materiales

1. Estudios y formulación de pastas y suspensiones

Con materias primas caracterizadas fisicoquímicamente y tecnológicamente, se diseña todo tipo de formulaciones, tanto para pastas como para esmaltes cerámicos.

Se formulan pastas de acuerdo a los diferentes procesamientos que se puedan utilizar: a) pastas plásticas para extrudado, b) suspensiones o barbotinas para procesos de colado, c) pastas granuladas para proceso de prensado.
Estos procesos, para aplicarse sin dificultades, requieren un control exacto de las propiedades reológicas de las diferentes composiciones. Estos estudios se realizan en los laboratorios del CIDEMAT utilizando diversas técnicas para medir:

- viscosidad y tixotropía de las suspensiones
- plasticidad de las pastas

También se desarrollan pastas de acuerdo al tipo de material cerámico: loza, gres, porcelana y cerámica roja.

Se formulan también todo tipo de esmaltes crudos y fritados, para ser aplicado sobre los diferentes cuerpos cerámicos.

2. Estudios de materiales cerámicos

Los diversos productos fabricados en la industria cerámica pueden ser caracterizados a través del estudio de sus propiedades:

· Microestruturales: se utilizan técnicas de microscopía electrónica de barrido y microscopía óptica, además de las porosimétricas.
· Térmicas: se utilizan técnicas de microscopía de alta temperatura, cono pirométrico equivalente, conductividad térmica y dilatométricas.
· Mecánicas: se realizan estudios de fractura, de tensiones, de resistencia a la compresión y a la flexión y de energía absorbida por impacto.. También se realiza el estudio de desgaste superficial de esmaltes para pisos y revestimientos.
· Químicas: se estudia la resistencia química de vidrios y esmaltes. También en materiales refractarios se estudia el ataque de escorias.

3. Estudios de bentonitas

Dentro de las variadas aplicaciones que tienen este tipo de minerales, se puede destacar su utilización como elemento aglomerante de las arenas de moldeo para fundición, en la preparación de fluidos de inyección para pozos de extracción de petróleo, como aglomerante en pellets y sus propiedades plastificantes en masas cerámicas.

En todos los casos se aprovecha la capacidad de la bentonita como un fuerte absorbente de agua por la elevada área superficial que posee. A partir de este comportamiento se realizan en nuestros laboratorios una serie de ensayos específicos normalizados:

· Bentonita para fundición: se realizan todos los ensayos requeridos por las normas ABIFA de Brasil
· Bentonita para petróleo: se realizan todos los ensayos requeridos por las normas API
· Bentonita para pellets: se realiza el ensayo de Ensling
· Bentonita para cerámica: se estudia la composición química y las propiedades reológicas

4. Estudios térmicos DTA, TG y DILATOMETRÍA

· El análisis térmico diferencial es el estudio continuo de la diferencia de temperaturas entre una muestra y un material de referencia, ambos sometidos a un cambio térmico en condiciones de trabajo controladas.
· El análisis termogravimétrico es el estudio continuo de la variación de masa de una muestra, sometida a un cambio térmico en condiciones de trabajo controladas.
La finalidad de estos estudios, que suelen realizarse en forma simultanea, apunta hacia alguno de los siguientes objetivos:

- Caracterización mineralógica
- Control de materias primas y productos
- Estudios de cambios de fase

· El análisis dilatométrico es un estudio continuo de la variación de longitud de una muestra conformada como probeta, sometida a un cambio térmico en condiciones de trabajo controladas.
La finalidad de dicho estudio, sobre el cual existen diversas normas a nivel internacional, apunta hacia alguno de los siguientes objetivos:

· Determinación de la curva de dilatación de materiales en general
· Diseño de la curva de calentamiento de un horno de cocción de materiales cerámicos
· Establecer el grado de compatibilidad entre bizcochos y esmaltes cerámicos
· Control y caracterización de materias primas y productos
· Control de calidad en vidrios (norma IRAM 91302)

5. Estudios de procesos en planta piloto

El Área de Materiales del INTEMIN, cuenta con una Planta Piloto para la preparación de materiales cerámicos, vítreos y refractarios en una escala no siempre posible de realizar en una planta industrial. Se dispone de una capacidad operativa que permite ofrecer a la industria la posibilidad de llevar a cabo desarrollos y estudios de todo tipo.

Dependiendo del tipo de producto que se desee obtener, se determina primeramente su fórmula y a partir de ésta se aplican los diversos procesos y operaciones que se describen a continuación:

a) Dosificación y mezclado de las materias primas

b) Acondicionamiento de la masa cerámica

c) Conformado del cuerpo cerámico:

· Extrudado con vacío de masas plásticas o de granulados con extrusión
· hidráulica
· Prensado en seco o semi-seco
· Colado de suspensiones a presión atmosférica y con media presión

d) La etapa final de la elaboración de las piezas es la cocción de las mismas de manera controlada para lo cual se dispone de diferentes tipos de hornos para lograr los siguientes productos, entre otros: pastas porosas blancas y coloreadas, pastas de gres, porcelanas y pastas refractarias.

6. Estudios de materias primas para materiales

La primera etapa para la elaboración de productos cerámicos la constituye la caracterización de las materias primas, la cual, a través de diversos ensayos y mediciones nos permite obtener un detallado conocimiento de las propiedades de masa cerámica y luego también predecir en cierta medida, las propiedades del producto final.

Los ensayos pueden ser de carácter:

a) físico-químico, entre los cuales se destacan los reológicos, mecánicos, térmicos, la determinación del tamaño de partículas y la densidad.

b) tecnológico, como el estudio de la microestructura y la composición mineralógica, el ensayo orientativo sobre arcillas. También se realizan estudios más específicos, como ensayos sobre tierras filtrantes y cargas para papel.

7) Estudios sobre vidrios

Con el equipamiento del laboratorio de Vidrio, se realizan desde análisis de rutina hasta la resolución de diversos problemas industriales:

· Análisis y ensayos de vidrios:

· Ensayos de resistencia química y cesión bajo normas nacionales e internacionales
· Ensayos físicos
· Análisis de inclusiones sólidas cristalinas, vítreas y gaseosas.
· Medición de propiedades
· Análisis de color e investigación de problemas de color

· Análisis de fractura. Determinación de las causas de rotura de artículos de vidrio.

· Evaluación del desempeño de productos de vidrio:

· Determinación de la cesión de metales pesados
· Estudios de distribución de vidrio/espesor
· Estudios de homogeneidad
· Determinación de tensiones
· Resistencia al choque térmico/ impacto / presión interna/ carga vertical

· Análisis de defectos mediante microscopía óptica y electrónica

· Cursos de capacitación /asistencia técnica en planta

· Estudios de evaluación de materias primas. Ensayos de fusión

8. Estudios de materiales refractarios

El Laboratorio de Materiales Refractarios presta servicio a la industria a través de:

a) Ensayos de caracterización, normalizados en su mayoría por el IRAM, desde materias primas minerales hasta el producto terminado.

· Ensayos térmicos.
Dada la importancia que tiene la performance de los materiales refractarios, cuyo fin último es la de operar, en general, a temperaturas que superan ampliamente los 1000ºC, se estudia el comportamiento de los mismos a través de los siguientes ensayos:

· dilatometría
· análisis térmico diferencial
· termogravimetría
· conductividad térmica
· cono pirométrico equivalente (CPE)
· resistencia al ataque de criolita fundida, carbonato de potasio, aluminio o escorias
· resistencia al choque térmico
· determinación de la variación lineal permanente, y alabeo

· Análisis microestructural.
Todas las propiedades de un material están íntimamente ligadas con su microestructura, por ello es indispensable identificar y cuantificar, en la medida que fuera posible, las fases cristalinas presentes en una matriz. Las técnicas empleadas son las siguientes:

· difracción de rayos X
· microscopía óptica de polarización con luz reflejada o transmitida
· microscopía electrónica de barrido ambiental, con microsonda incorporada que permite realizar análisis químicos semicuantitativos

· Ensayos destructivos.
Las propiedades mecánicas de un material se estudian por medio de los siguientes ensayos:

· módulo de resistencia a la flexión (sobre tres o cuatro puntos)
· compresión en frío
· Propiedades físicas

Se determinan diversas propiedades son útiles para la caracterización de un material o una materia prima:

· porosidad
· densidad total y aparente
· Densidad real por picnometría gaseosa
· determinación de la permeabilidad y tamaño y distribución de poro (por el método
· de desplazamiento gas-líquido)

b) Investigación y desarrollo (I+D), de aplicación tecnológica, orientada a mejorar una determinada cualidad de un producto ya existente, o bien para encarar proyectos de productos nuevos.