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Título : Obtención de hidróxidos de aluminio producidos vía sol-liofilización y termorrociado de una aleación base níquel para posibles aplicaciones antidesgaste
Autor : González M, Eduardo
Palabras clave : Sol-Liofilización
Alúminas
Termorrociado
Aleación Ni-Cr-B-Si
Fecha de publicación : 13-Nov-2012
Citación : CD Tesis;I2005 G643.2
Resumen : En las últimas décadas, para diversas aplicaciones de ingeniería y específicamente en la empresa petrolera nacional, ha surgido la necesidad del empleo de materiales con elevada resistencia al desgaste, con la finalidad de prolongar el tiempo de vida útil de los componentes mecánicos, sin que se vean afectados significativamente los niveles de producción y los costos. Materiales de carácter cerámico, como la alúminas en todas sus fases de transición, y aleaciones especiales conocidas como superaleaciones base níquel, han sido empleadas en este trabajo, para llevar a cabo estudios con la finalidad de solventar problemas de desgaste de componentes de la torre FCC en Refinería Puerto la Cruz. El empleo de estos materiales es muy diverso, las alúminas, debido a sus propiedades físicas, químicas y mecánicas, son conocidas como el material refractario por excelencia, pues ofrece alta resistencia al desgaste erosivo y abrasivo; es empleado como catalizador en procesos de refinación; como revestimientos; en paredes de hornos; y como lubricante y abrasivo fino para usos metalográficos, entre otros. Las superaleaciones base níquel, presentan, buenas propiedades mecánicas en servicio a temperaturas moderadas, buena resistencia al desgaste por abrasión y erosión, y buena conductividad térmica y eléctrica, entre otras. El hidróxido de aluminio empleado para la obtención de alúminas avanzadas, fue obtenido mediante la técnica Sol-Liofilización, y con el empleo de una sal de nitrato de amonio nona hidratada, amoníaco al 25% y agua destilada, a una temperatura entre 80 y 85ºC. Se obtuvieron diversos sistemas en función de los valores de pH (valores de pHentre 5 y 8), a los cuales se les extrajo el solvente en un equipo de Liofilización marca Lobconco. Dicho producto se caracterizó mediante análisis térmicos (TGA, DTA), para determinar el grado de hidroxilación y DSC, para el estudio de fases en función de las variaciones de entalpía. Microscopia electrónica de barrido MEB para el estudio morfológico de las partículas y la difracción de rayos X DRX para la caracterización estructural del producto. Se estudió así mismo la posibilidad de proyectar dicho producto liofilizado en una piscina de agua, empleando una llama oxiacetilénica, para así hacer un estudio de las transformaciones de fase mediante MEB y DRX. Por otra parte, se empleó una aleación base níquel, específicamente Ni-Cr-B-Si, (15%Cr, 3,2%B; 3,8%Si; 3.5%Fe, en base Níquel) como material de aporte para fabricar revestimientos vía termorrociado por llama oxiacetilénica, sobre substratos de acero inoxidable AISI 316. Dichos revestimientos se caracterizaron micro estructuralmente mediante microscopia electrónica de barrido MEB, y mecánicamente mediante ensayos de resistencia (indentación, microdureza), ensayo de erosión por partículas sólidas de catalizador de la torre FCC, ensayo de desgaste por deslizamiento esfera sobre disco (“Pin-on-Disk”) y ensayo de resistencia a la abrasión (micro abrasión). Los resultados obtenidos indicaron que el valor de pH influye en forma directa en el grado de cristalinidad de los productos liofilizados, ya que el mismo varió en función de la temperatura. Se logró obtener alúmina grado (α) a la temperatura de 1000ºC, para sistemas a pH 6 y 7 a tres horas de tratamiento en horno, y una transición de fases γ − θ para los polvos proyectados en la llama oxiacetilénica con morfología de partículas mesoporosas con tamaño promedio de poro entre 2 y 5 μm. Los revestimientos obtenidos con la aleación Ni-Cr-B-Si, presentaron una resistencia a la indentación promedio de 868,6 ± 47,8 Kg./mm2, buena resistencia al desgaste erosivo mediante el empleo de partículas sólidas de catalizador, además de buena resistencia frente al desgaste por deslizamiento esfera sobre disco y por micro abrasión.
URI : http://saber.ucv.ve/123456789/2083
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