Material vitrocerámico traslúcido estructura albita.

Material vitrocerámico traslúcido estructura albita.

La presente invención se refiere a un material vitrocerámico traslúcido que comprende albita como fase cristalina principal y no contiene plomo,

TiO2, As2O3, Sb2O3, ni haluros, al procedimiento de obtención de dicho material y al uso del material vitrocerámico para el recubrimiento de materiales, en superficies de cocción y utensilios de cocina y en elementos estructurales.

Material vitrocerámico traslúcido estructura albita.

Campo de la invención La presente invención se encuadra en general en el campo de los materiales cristalinos y en concreto se refiere a materiales vitrocerámicos que comprenden albita como fase cristalina predominante siendo traslúcido en el espectro visible.

Estado de la técnica Los materiales vitrocerámicos son materiales microcristalinos obtenidos a partir de un vidrio después de un tratamiento térmico. Las propiedades de dicho material vienen determinadas por las fases microcristalinas principales y sus microestructuras finales.

En general, los vitrocerámicos traslúcidos obtenidos hasta el momento presentan una solución sólida de cuarzo β como fase cristalina principal, (W. Hoeland y G. Beall, en “Glass-ceramic technology”, Am. Ceram. Soc., Westerville (2002) , páginas 88-96) . Estos materiales se obtienen generalmente mediante tratamiento térmico de un vidrio precursor (más convencionalmente una mezcla de los constituyentes de dicho vidrio: una carga mineral, una precursora de dicho vidrio) cuya composición es del tipo LiO2-Al2O3-SiO2 (LAS) . El tratamiento térmico incluye una etapa de nucleación seguida de una etapa de crecimiento de cristal.

Existen numerosas patentes referidas a los materiales vitrocerámicos traslúcidos con estructura cuarzo β como fase cristalina principal, como las patentes americanas US5.017.519, US6.750.167, JP 0696460.

Hasta el momento los pocos vitrocerámicos traslúcidos que se han desarrollado tienen una estructura cuarzo, estos materiales presentan una opacidad bastante considerable, debido a su composición presentan los cantos redondeados/fundidos y no son muy estables. Existe pues la necesidad de proporcionar un vitrocerámico que presente una mayor traslucidez que sean estables con la temperatura, capaces de presentar cantos rectos y que tengan un coeficiente de dilatación de acuerdo al uso al que vaya destinado dicho materia..

Descripción de la invención Así pues en un primer aspecto, la presente invención se refiere material vitrocerámico traslúcido (de aquí en adelante, material vitrocerámico de la presente invención) que comprende albita como fase cristalina principal y no contiene plomo, TiO2, As2O3, Sb2O3, ni haluros.

En un aspecto más en particular el material vitrocerámico de la presente invención comprende una composición en porcentajes en peso de la composición total referidos a los óxidos, de:

SiO2: 52 – 58 % en peso, Al2O3 : 20 – 28 % en peso, CaO: 8 – 11 % en peso, SrO: 8 – 11 % en peso, K2O: 1 – 3 % en peso, Na2O: 1 – 3 % en peso, BaO: 0 – 1 % en peso, Li2O: 0 – 1 % en peso, MgO: 0 – 1 % en peso, ZnO: 0 – 1 % en peso, B2O3: 0 – 0, 5 % en peso, P2O5: 0 – 0, 5 % en peso

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención del material vitrocerámico (de aquí en adelante, procedimiento de la presente invención) de la presente invención que comprende los siguientes pasos:

a) Enfriamiento del vidrio fundido obtenido en el paso a) con agua mediante quenching b) molturación del material obtenido en el paso b) hasta conseguir una granulometría inferior a 63 micras.

En una realización preferente, el material vitrocerámico se procesa en un molino para su rotura y obtención de material en forma granular con una granulometría específica mediante el tamizado del mismo.

En otra realización preferente, el material obtenido es un esmalte cerámico. Para ello, el material se moltura junto con aditivos específicos y agua en un molino de bolas hasta un rechazo determinado para obtener un esmalte cerámico.

En otra realización preferente, el material vitrocerámico, en una primera etapa, se moltura en un molino de bolas con aditivos específicos y agua hasta un rechazo determinado hasta conseguir una suspensión líquida. Tras la molturación se realiza un proceso de secado de la suspensión hasta obtener un material en forma de polvo con un rechazo determinado.

En otra realización preferente, el material vitrocerámico, en una primera etapa, se moltura en un molino de bolas con aditivos y ligantes específicos y agua hasta un rechazo determinado hasta conseguir una suspensión líquida. En una segunda etapa, se procesa el material de dos formas distintas:

Atomización de la suspensión líquida hasta obtener un material esférico con una granulometría específica.

Granulación de la suspensión líquida hasta la obtención de un material esférico de gran dureza con una granulometría específica.

c) obtención del acabado traslúcido mediante tratamiento térmico del producto obtenido en el paso b)

Más en particular, la fusión del material vítreo precursor del paso a) se realiza a una temperatura comprendida entre 1400-1500ºC.

Más en particular, el paso c) se lleva a cabo como máximo durante 120 minutos a una temperatura comprendida entre 1180-1220 ºC.

En otro aspecto la presente invención se refiere al uso del material vitrocerámico de la presente invención para el recubrimiento de materiales.

En otro aspecto la presente invención se refiere al uso del material vitrocerámico de la presente invención en superficies de cocción y utensilios de cocina.

En otro aspecto la presente invención se refiere al uso del material vitrocerámico de la presente invención en elementos estructurales.

Figuras La figura 1 muestra el difractograma obtenido de la muestra 1.

La figura 2 muestra la sección transversal de la muestra 1 al microscopio electrónico de barrido.

La figura 3 muestra el análisis EDX global de la muestra 1

La figura 4 muestra la sección transversal de la muestra 1 al microscopio electrónico de barrido con una resolución de

micras (a) , con una resolución de 10 micras (b) y el análisis EDX de sus principales constituyentes (c, d y e) .

La figura 5 muestra la sección transversal de la muestra 2 al microscopio electrónico de barrido.

La figura 6 muestra la sección transversal de la muestra 2 al microscopio electrónico de barrido con una resolución de

micras.

La figura 7 muestra la sección transversal de la muestra 3 al microscopio electrónico de barrido

La figura 8 muestra la sección transversal de la muestra 3 al microscopio electrónico de barrido con una resolución de

200 micras

La figura 9 muestra la sección transversal de la muestra 3 al microscopio electrónico de barrido con una resolución de 10 micras

La figura 10 muestra el análisis EDX global de la muestra 3.

La figura 11 muestra la sección transversal de la muestra 3 al microscopio electrónico de barrido con una resolución de

micras (e) y análisis EDC de sus principales constituyentes (a, b, c y d) .

La figura 12 muestra la sección transversal de la muestra 4 al MEB con una resolución de 500 micras

La figura 13 muestra la sección transversal de la muestra 4 al MEB con una resolución de 200 micras

La figura 14 muestra el análisis EDX global de la muestra 4.

La figura 15 muestra la sección transversal de la muestra 4, con una resolución de 50 micras (e) , con una resolución de

micras (f) y el análisis EDX de sus principales constituyentes (a, b, c y d) .

La figura 16 muestra el esmalte cerámico preparado con el material vitrocerámico de la presente invención.

La figura 17 muestra el material granular obtenido con el material vitrocerámico de la presente invención.

Descripción detallada de la invención Ejemplo 1: Procedimiento de preparación del material vitrocerámico Se prepararon cuatro muestras mediante el siguiente procedimiento: En primer lugar, preparó la mezcla de la composición precursora que contenía:

54, 8 % en peso de SiO2,

% en peso de Al2O3 , 8, 5 % en peso de CaO, 8, 5 % en peso de SrO,

1, 1 % en peso de K2O,

1, 1 % en peso de Na2O, 0, 8 % en peso de MgO,

0.2 % en peso de ZnO

Una vez formada la composición precursora, se procedió a la fusión de la misma, para ello se elevó la temperatura hasta 1400-1500ºC y a continuación se sometió a un enfriamiento con agua mediante quenching.Una vez enfriado el material, se procedió a la molturación del material vitrocerámico en molino de bolas hasta obtener un material en forma granular con una granulometría inferior a 63 micras.A continuación se procedió a una etapa de humectación del material con un contenido de agua del 5, 5% y homogeneización del mismo para evitar la presencia de grumos de mayor granulometría. Después se procedió al prensado... [Seguir leyendo]

1. Material vitrocerámico traslúcido caracterizado por que comprende albita como fase cristalina principal y no contiene plomo, TiO2, As2O3, Sb2O3, ni haluros.

2. Material vitrocerámico según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende una composición en porcentajes en peso de la composición total referidos a los óxidos, de:

SiO2: 52 – 58 Al2O3 : 20 – 24 CaO: 8 – 11 SrO: 8 – 11 K2O: 1 – 3 Na2O: 1 – 3 BaO: 0 – 1 Li2O: 0 – 1 MgO: 0 – 1 ZnO: 0 – 1 B2O3: 0 – 0, 5 P2O5: 0 – 0, 5

3. Procedimiento para la obtención del material vitrocerámico traslúcido según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado por que comprende los siguientes pasos:

a) Fusión del material vítreo precursor que comprende una composición en porcentajes en peso de la composición total referidos a los óxidos de SiO2: 52 – 58, Al2O3 : 20 – 28, CaO: 8 – 11, SrO: 8 – 11, K2O: 1 – 3, Na2O: 1 – 3, BaO: 0 – 1, Li2O: 0 – 1, MgO: 0 – 1, ZnO: 0 – 1, B2O3: 0 – 0, 5, P2O5: 0 – 0, 5;

b) Enfriamiento del vidrio fundido obtenido en el paso a) con agua mediante quenching c) molturación del material obtenido en el paso b) hasta conseguir una granulometría inferior a 63 micras.

d) obtención del acabado traslúcido mediante tratamiento térmico del producto obtenido en el paso c)

4. Procedimiento según la reivindicación 3 caracterizado por que la fusión del material vítreo precursor del paso a) se realiza a una temperatura comprendida entre 1400-1500ºC.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3-4, caracterizado por que el tratamiento térmico del paso d) se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 1180-1220 ºC y máximo 120 minutos.

6. Uso del material vitrocerámico según cualquiera de las reivindicaciones 1-2 para el recubrimiento de materiales.

7. Uso del material vitrocerámico según cualquiera de las reivindicaciones 1-2 en superficies de cocción y utensilios de cocina.

8. Uso del material vitrocerámico según cualquiera de las reivindicaciones 1-2 en elementos estructurales.