Etiqueta: Avances en Ciencias e Ingenieria

POST-MORTEM ANALYSIS OF ALUMINA-MAGNESIA-CARBON REFRACTORY MATERIAL OF STEELMAKING USE

En este trabajo se realiza el estudio post-mortem de un ladrillo alúmina-magnesia-carbono (AMC) usado en el piso de una cuchara de acería, utilizando microscopía electrónica de barrido acoplada a espectroscopia de energía dispersiva (MEB/EES), difracción de rayos X (DRX), análisis térmico diferencial y termogravimétrico (ATD/ATG), y medidas de densidad y porosidad. Se cortaron muestras a diferentes distancias respecto a la cara de trabajo del ladrillo y los resultados se comparan con los obtenidos en la caracterización del material virgen (sin uso), con el objetivo de determinar la degradación del refractario en servicio. Se observó la formación de nuevas fases que evidencian la interacción con la escoria durante el servicio del material. También se determinó que la resina usada como ligante piroliza en servicio, que el material post-mortem conserva al menos parte del contenido inicial de grafito, y que la magnesia contenida en el refractario reacciona por completo durante el uso del ladrillo, produciendo espinela MgAl2O4.

Abstract

In this work, the post-mortem study of an alumina-magnesia-carbon (AMC) brick that was used in the bottom of a steelmaking ladle was carried out by scan electronic microscopy coupled with X-Ray dispersive energy spectroscopy (SEM/EDS), X-ray diffraction, differential thermal (DTA) and thermogravimetric (TGA) analyses, and density and porosity measurements. Samples were cut to different distances from the working face brick and the results are compared with those obtained in the characterization of the virgin material (unused), in order to determine the degradation of the refractory in service. The formation of new faces that evidences the interaction whit slag during the service of material was observed. Besides, it was determined that: the resin used as binder pirolyzes in service, the post-mortem material retains at least part of the initial content of graphite, and the magnesia contained in the refractory reacts completely during the use of brick producing MgAl2O4 spinel.

IMPLEMENTATION OF AN EQUIPMENT TO ASSESS THE CHEMICAL DEGRADATION OF MgO-C REFRACTORIES BY THE ATMOSPHERE AT HIGH TEMPERATURE

Se presenta el diseño y construcción de un equipo para evaluar la corrosión de refractarios sensibles a la atmósfera. Se estudiaron materiales MgO-C, ligados con alquitrán químicamente modificado, con 12 y 8 % p/p de grafito, en atmósferas de argón y aire sintético, a 1000 °C. Los materiales fueron previamente pirolizados a 1000 °C en lecho de grafito, de tal forma que al ser ensayados contenían grafito y carbono residual (proveniente de la resina). Bajo atmósfera inerte (argón) se detectó un muy bajo nivel de reacción. En aire sintético, la mayor pérdida de peso se encontró en el material con mayor contenido de grafito el cual, sin embargo, no llegó a perder la totalidad del carbono durante el ensayo. El porcentaje de carbono oxidado fue proporcionalmente mayor en el refractario con menor contenido de grafito, en el que se perdieron completamente los componentes carbonosos (grafito y carbono residual) antes de finalizar el ensayo.

Abstract

In particular, this work presents the design and construction of an equipment to evaluate the corrosion of refractories that are sensitive to the surrounding atmosphere. MgO-C materials bonded with chemically modified pitch, with 12 and 8 wt. % of graphite, were studied. Argon and synthetic air were used as testing atmosphere, at a maximum temperature of 1000 °C. The refractories were previously pirolyzed at 1000°C in graphite bed, so that when tested containing residual carbon and graphite (from the resin). Under inert atmosphere (argon), a very low level of reaction was observed. Under synthetic air, the highest weight loss was found in the material with the greater graphite content, which however did not lose all carbon during the test. The percentage of oxidized carbon was proportionally higher in the refractory with the less graphite content, where the carboneous components (graphite and residual carbon) were completely lost before the end of the test.

STUDY ON PASTES AND MORTARS OF PORTLAND CEMENT WITH REPLACEMENT BY SANITARY WARE

En este trabajo se analiza el uso de Loza Sanitaria como reemplazo del cemento portland. Los reemplazos utilizados fueron 8, 24 y 40 % en peso; los ensayos empleados contemplaron la evolución de la hidratación desde los primeros minutos (hasta 48 horas) a través de la calorimetría, y a partir de los dos días (hasta 28 días) por medio de la velocidad de fijación del hidróxido de calcio, el agua químicamente combinada, la resistencia mecánica a flexión y a compresión y la porosidad. Los resultados mostraron que a medida que aumenta el porcentaje de reemplazo, a las primeras edades del efecto de dilución solapa y se contrapone con el de estimulación física; y a la edad de 28 días todas las mezclas presentan además de la estimulación física también la química, por la reactividad puzolánica.

Abstract

In this paper the Sanitary Faience, use as a replacement for portland cement is analyzed. Replacements used were 8, 24 and 40% by weight; the assays used contemplated the evolution of hydration from the first minutes (up to 48 hours) by calorimetry, and from 2 days (to 28 days) by the fixing of calcium hydroxide, water chemically combined, mechanical flexural and compression and porosity. The results showed that with increasing the percentage of replacement, at the earliest ages the effect of dilution overlaps and contrats with the physical stimulation; and at the 28 days all blends showed, as well as physical stimulation, chemistry stimulation, trough of pozzolanic reactivity.

INFLUENCE OF PLASMA NITRIDING ON THE CORROSION BEHAVIOUR AND ADHESION OF DLC COATINGS DEPOSITED ON AISI 420 STAINLESS STEEL

En este trabajo se estudió el comportamiento a la corrosión y la adhesión de dos recubrimientos DLC («Diamond Like Carbon»), «Soft» y «Hard», depositados por PACVD («Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition») sobre acero AISI 420, templado y revenido y/o nitrurado por plasma. Se analizaron por espectroscopía Raman y midió dureza en superficie. Se observó la microestructura por OM y SEM. Se realizaron pruebas de adhesión con indentación Rockwell C. Se practicaron ensayos de Niebla Salina e inmersión en HCl. Los DLC «Soft» presentaron una dureza de 500 HV y un espesor de 20 µm, mientras que los «Hard» tuvieron 1400 HV y 2,5 µm. Ambos recubrimientos presentaron bajo coeficiente de fricción y buena adhesión sobre el sustrato nitrurado. También presentaron buena resistencia a la corrosión atmosférica. En HCl el DLC retardó la degradación que se presentó rápidamente en las muestras sin recubrir.

Abstract

In this work the corrosion behavior and adhesion of two DLC («Diamond Like Carbon») films («Soft» and «Hard») were studied. Both coatings were deposited by PACVD («Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition») on plasma-nitrided and non-nitrided AISI 420 stainless steel. Raman spectroscopy was conducted and surface hardness was measured. The microstructure by OM and SEM, was observed. Adhesion tests were performed with C. Rockwell indentation test. Salt Spray and immersion were performed in HCl. The «Soft» coating was 20 μm thick, the «Hard» film was about 2.5 μm. The hardness was of 500 HV in the «Soft» DLC and 1400 HV in the «Hard» DLC. Both coatings presented low friction coefficient and good adhesion when they were deposited on nitrided steel. Also presented good resistance to atmospheric corrosion. HCl DLC degradation slowed rapidly introduced uncoated samples.

THERMAL CYCLING UNDER LOADING OF SINGLE CRYSTAL Cu-Al-Ni AFTER AGING

En este trabajo se presenta un estudio del comportamiento del Cu-14.3Al-4.1Ni (% en peso) monocristalino sometido a ciclados térmicos bajo carga. El Cu-Al-Ni con memoria de forma presenta baja difusión a temperaturas superiores a ambiente. Por lo tanto, resulta de interés conocer su respuesta en las condiciones de trabajo y luego de ser envejecido en ese rango térmico. Los especímenes fueron caracterizados antes y después de ser envejecidas, utilizando un dispositivo diseñado por los autores. Se analizaron parámetros como las temperaturas críticas e histéresis térmica de la TM, la repetitividad de las curvas y el tipo de transformación inducida. Estos parámetros presentan cambios luego de los envejecimientos que pueden condicionar o favorecer el diseño de aplicaciones.

Abstract

In this paper, a study of single crystal Cu-14.3Al-4.1Ni (%wt) subjected to thermal cycling under loading is presented. Shape memory Cu-Al-Ni has low diffusion at temperatures above room temperature. Therefore, it is interesting to know your answer in working conditions and after being aged in this temperature range. Specimens were characterized before and after aging, using a device designed by the authors. Parameters such as critical temperatures and hysteresis width, the repeatability of the curves and the type of TM induced were analyzed. These parameters have changes then the aging or contribute to that may influence the design of applications.

CARACTERIZATION OF Cu-Al-Mn ALLOYS FABRICATED USING ARC FURNACE

Se caracterizaron dos aleaciones de Cu-Al-Mn fabricadas utilizando un horno de arco construido en el Instituto de Física de Materiales Tandil (IFIMAT). La fabricación de aleaciones con Mn es dificultosa, debido a su alto punto de fusión y a su baja presión de vapor. Además, el Mn a alta temperatura reacciona fácilmente con materiales utilizados para construir crisoles o cápsulas. En la fundición por arco se presentan dificultades para evitar la volatilización, por lo cual es muy importante la elección del electrodo, el ajuste de la fuente, la refrigeración, y la disposición de los materiales puros dentro del crisol. Se determinaron las temperaturas críticas de la transformación martensítica y de orden mediante Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC). Utilizando Microscopía Óptica (MO) se determinó la presencia de fase martensita. De los resultados obtenidos se concluye que este método es adecuado para la fabricación de las aleaciones de Cu-Al-Mn.

Abstract

Two alloys of Cu-Al-Mn fabricated using an arc furnace built at the Instituto de Física de Materiales Tandil (IFIMAT) were studied. The manufacture of alloys containing Mn is difficult, due to their high melting point and its low vapor pressure. Moreover, Mn at high temperature easily reacts with the materials used to build crucibles or capsules. In the casting arc difficulties arise to prevent volatilization, so it is very important the choice of electrode, the source setting, cooling, and the arrangement of the pure materials into the crucible. Critical temperatures of martensitic transformation and order were determined by Differential Scanning Calorimetry (DSC). Using Optical Microscopy (OM) the presence of martensite phase was determined. From the results obtained it is concluded that this method is suitable for producing Cu-Al-Mn alloys.

DEVELOPMENT OF ACTIVE AND BIODEGRADABLES CONTAINERS FOR AGRICULTURAL CROPS

En este trabajo, se propone el desarrollo de recipientes biodegradables para cultivos que puedan ser trasplantados directamente y actuar como fertilizantes. Se eligió gelatina bovina como material base, que se procesó en una mini mezcladora-inyectora junto con una solución concentrada de urea que actuó como plastificante. Se realizaron estudios reológicos y de tracción para evaluar la inyección de las mezclas y las prestaciones mecánicas relacionadas con la aplicación propuesta. Considerando que estos materiales biodegradables tienen baja resistencia al agua, se propuso incrementar la estabilidad de los recipientes mediante recubrimiento superficial. Asimismo, se estudió y analizó su influencia en el contenido de humedad, materia soluble e hinchamiento en agua destilada. Se observó que las muestras recubiertas fueron significativamente más estables en agua que las muestras control, lo que evidencia la buena calidad y homogeneidad del recubrimiento, que avala la factibilidad del sistema seleccionado y su potencial desarrollo de contenedores biodegradables.

Abstract

In this paper, the development of biodegradable containers for crops that could be transplanted directly and act as fertilizers is proposed. Bovine gelatin was chosen as the base material, which was processed in a mini-injector mixer with a concentrated urea solution acted as a plasticizer. Rheological and tensile tests were performed in order to evaluate the injection of gelatin based formulations and mechanical properties related to the proposed application. Taking into account that biodegradable materials have a low water resistance, the increment of container stability was proposed using a surface coating. In addition, the influence of moisture content, the soluble matter and swelling were studied and analyzed. It was observed that coated samples were significantly more stable than the control ones, which guarantees the feasibility of the selected system and its potential development of biodegradable containers.

STUDY MINERAL COLUMBITE- TANTALITE WITH METALLURGICAL APPROACH TO DEFINE THE USE OF SAND DEPOSITS WITH HEAVY MINERALS

El objetivo del presente trabajo fue estudiar una muestra de arena de un yacimiento de Bolivia, con el fin de obtener un pre-concentrado de alta ley de Nb-Ta. Se realizó un análisis granulométrico de una muestra representativa de arena, y se determinó, en cada clase, el contenido de Nb y Ta. Además la muestra fue analizada mineralógicamente. De acuerdo a las propiedades físicas del mineral: paramagnetismo y alto peso específico, se plantearon dos metodologías de concentración. La primera consistió en realizar una separación magnética sobre una muestra clasificada. En la segunda metodología se utilizó la concentración en Golg Pannig y posterior separación magnética de alta intensidad. Finalmente se evaluaron las leyes y recuperaciones de Nb y Ta de las dos metodologías planteadas. Se concluye que la concentración gravitacional seguida de separación magnética es el proceso indicado para pre-concentrar Nb-Ta.

Abstract

The aim of this work was to study a sample of sand from a site of Bolivia, in order to obtain a pre-concentrate high grade Nb-Ta. Particle size analysis was performed and quantified in each class the chemical composition of Nb and Ta. In addition, the sample was analyzed mineralogical. According to the physical properties of the mineral: paramagnetism and high specific gravity, two methodologies proposed concentration. The first was to conduct a magnetic separation on a sorted sample. In the second approach the gravity concentration and subsequent magnetic separation was used. Finally, the grade and recovery of Nb and Ta raised the two methodologies were evaluated. It’s concluded that the gravity concentration followed by magnetic separation is the process for Nb-Ta preconcentrate.

USE OF TALC AS CLARIFIER OF LIQUID EFLUENTS

El objetivo de este trabajo es analizar el empleo de talco como adsorbente de colorantes para el tratamiento de efluentes líquidos contaminados con pigmentos. Se estudió la adsorción de cristal violeta, como colorante modelo, empleando dos muestras de talco de distinta procedencia (Argentina y Australia) y diferentes características geomorfológicas. Se prepararon suspensiones con la misma relación mineral/solución colorante. La cantidad adsorbida de colorante se determinó empleando los sobrenadantes por Espectroscopía UV y directamente sobre los minerales, utilizando Análisis Termogravimétrico y Espectroscopía Infrarroja. La isoterma de Langmuir ajustó con mayor precisión los datos experimentales obtenidos para el talco australiano, en tanto que el modelo de Freundlich predijo mejor el comportamiento de adsorción para la muestra argentina. Los resultados demostraron que, a pesar del contenido de impurezas, el talco argentino actúa como buen adsorbente del colorante, ofreciendo una alternativa económica frente a los materiales comúnmente empleados para tal fin.

Abstract

The aim of this paper is to analyze the use of talc as dye adsorbent for the treatment of wastewater contaminated with pigments. Crystal violet adsorption was studied as a colorant model, using two samples of talc from different sources (Argentina and Australia) and different geomorphological features. Suspensions having the same mineral/dye solution ratio were prepared. The adsorbed quantity of dye was determined from supernatant by UV Spectroscopy and from mineral, using Thermogravimetrical Analysis and Infrared Spectroscopy. Langmuir isotherm fitted with higher precision the experimental data obtained for the Australian talc, meanwhile Freundlich model predicted better the adsorption behavior for the Argentinean sample. The results showed that, despite the content of impurities, the Argentinean talc acts as a good adsorbent dye, offering an economic alternative to materials commonly used for this purpose.