Conformado de piezas cerámicas de ZnO por el método Coloidal utilizando materia prima sintetizada por precipitación controlada

Abstract

En este trabajo de grado modalidad investigación se obtuvieron polvos de ZnO por medio de la técnica de síntesis precipitación controlada a partir acetato de cinc dihidratado (Zn(O2CCH3)2(H2O)2) disuelto en agua destilada y sometido a un tratamiento con microondas, antes o después de haber alcanzado un valor de pH 7. Al precipitado obtenido se le realizo una secuencia de lavados con agua destilada eliminando este solvente haciendo uso de un rotaevaporador. El polvo cerámico también fue sometido a tratamientos térmicos a relativamente bajas temperaturas. Las muestras que se trataron a 300°C, y que presentaron como fase única el ZnO, se utilizaron para conformar piezas cerámicas mediante el método Coloidal denominado slip casting. Estas piezas, posteriormente, se sometieron a tratamientos térmicos, a temperaturas mayores de 900 °C, para sinterizarlas y obtener así muestras densas. Para determinar las diferentes características de los polvos cerámicos sintetizados, se realizó un seguimiento a la evolución de los grupos funcionales y fases cristalinas presentes en ellas, empleando diferentes técnicas de caracterización, entre ellas espectroscopia infrarroja con transformada rápida de Fourier y difracción de rayos X que, además, permitieron confirmar la existencia como única fase, en las muestras tratadas, del ZnO. Para complementar la caracterización de los polvos cerámicos sintetizados se usó microscopia electrónica de transmisión (TEM) y de barrido (MEB), encontrándose que estos polvos contenían aglomerados micrométricos y partículas primarias de tamaño nanométrico (<200 nm), con morfología irregular. Posteriormente, empleando el método de colado, se obtuvo una barbotina estable utilizando como fase sólida en la suspensión el óxido de cinc sintetizado en el trabajo. Las condiciones para obtener la barbotina estable se determinaron de la curva que indicaba la variación de la viscosidad del sistema al adicionarle cantidades controladas de poliacrilato de amonio PAA, utilizado como dispersante. Esta barbotina estable se usó para conformar piezas en verde. A las piezas sinterizadas a temperaturas mayores de 900 °C se les determino su porosidad y el tamaño de grano que presentaban, información microestructural muy importante en el momento de considerar los potenciales usos del ZnO en la cerámica tradicional, como varistor, y sensor de gases, entre otras.