Obtención de Nanopartículas de Óxido de Silicio para Usarlos en Recubrimientos Cerámicos Vidriados

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Obtención de Nanopartículas de Óxido de Silicio para Usarlos en Recubrimientos Cerámicos Vidriados

Aleska Cáceres,  Luis Cáceres, Kelvi Cardenas, Francisco García, Ada Quio, Frances Quispe, Anthony Sandoval⁎

UNSA-EPIMAT Arequipa, Perú

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a r t i c u l o

Diciembre del 2022[pic 7]

Palabras Clave[pic 8]

Nanopartículas de SiO2

Recubrimiento vidriado

Tamaño y forma

Propiedades

R E S U M E N

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Actualmente se le exige tener a los recubrimientos cerámicos más funciones, tales como ser anti bactericida o tener mayor resistencia al desgaste, todas estas propiedades se dan si la matriz esta en escala nanometrica, es por ello que se desarrolló esta investigación. Los objetivos especificos de este proyecto fueron, analizar la síntesis de nano partículas de SiO2 por el método sol gel, caracterizar el tamaño y la forma de las nanopartículas, elaborar un recubrimiento esmaltado a base de las nanopartículas de óxido de silicio en polvo y analizar las propiedades del recubrimiento, es por ello que obtuvimos nanoparticulas de SiO2 por el método sol-gel, decidimos caracterzarlas por microscopia electrónica  de barrido (SEM), hacer un recubriento cerámico vidriado y analizar las características del mismo.

                                                                                                                                                                © 2022 todos los derechos reservados.

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1. Introducción

El presente trabajo de investigación formativa (TIF), apunta al tema de “Obtención de nanopartículas de óxido de silicio para usarlos en recubrimientos cerámicos vidriados” para ello recurrimos a diversos documentos para poder realizar diferentes procesos, para obtener las nanopartículas y realizar el cerámico vidriado, y así dar a conocer sobre sus procedimientos respectivamente. En la que se verá y analizará las propiedades y caracteristicas que brinda un recubrimiento en un cerámico a base de nanopartículas.

Para obtener las nanopárticulas de óxido de silicio, se da una explicación química, mediante el método sol-gel en la que consiste en convertir un sol en un gel del óxido de silicio requerido, para después pasar al método de centrífugado, que basicamente es separar la parte sólida de la líquida mediante una fuerza giratoria, y de esa forma obtener las nanopartículas de silicio, en la que haciendo cálculos correspondientes para hacer la solución y hacer el procedimientos de los cálculos hechos, mediante tres partes. En la primera parte se realiza la disolución del TEOS a 0.6 M, a la solución del agua ultra-pura y el hidróxido de amonio en los agitadores magnéticos mezclándolo bien durante 5 minutos. Después en la parte 2, se da un aumento de 405 rpm a más progresivamente, mientras se le va adicionando una solución de TEOS y etanol para colorcarlo en la solución de hidró.xido de amonio, y en la parte 3, se hace el centrífugado, entre 6 tubos cónicos se le hecha  el gel de hidróxido de silicio (37ml) reposando 24 hrs, para después agregarlo 40 ml de los tubos  de centrífugado, para luego programar la centrífuga a 6000 rpm durante 15 minutos, para luego obtener en la base una masa blanca en la que se separa del líquido en un vaso precipitado, se le agrega alcohol a cada tubo excepto 2 que será necesario para su caracterización, ahora mediante la estufa a 60°C durante 1440 minutos para obtener la parte sólida de los nanopartículas del óxido de silicio, también se le caracterizará mediante el método SEM, que nos mostrára la parte superficial de nuetra muestra que nos dará  conocer su forma y textura, entre las nanopartículas.

Por otro lado, para poder realizar un cerámico, se da a conocer su proceso en tres etapas, desde la etapa uno, que consiste en la solución del esmalte, dando ingredients para poder realizar dicho proceso, etapa dos, se sumerge el esmalte en una pastilla de sulfato durante tre veces cada diez segundos, y la etapa tres, poniéndolo en un horno a 1100°C en un lapso de seis horas. Para luego hacerle secar durante otras seis horas.

Recubrir con las nanopartículas en el cerámico vidriado, dando una estética, en la que se puede adherer a este, dando sostenibilidad al cerámico, dando consistencia y dar a conocer propiedades mejorables al cerámico mediante el recubrimiento con estas nanopartículas, de esa forma el presente trabajo da a conocer diferentes procesos para dar a conocer los recubrimientos en los materiales cerámicos y mejorar las propiedades mediantes estos recubrimientos a base de nanopartículas.

1. Detalles del experimento

1. Obtención de Nanoparrticulas de oxido de silicio

Usamos el método Sol-Gel para la obtención de nanopartículas.

Los reactivos fueron: Tetraetil ortosilicato (3.32 ml, precursor), Hidróxido de amonio (0.147 ml, medio básico, catalizador), alcohol etílico (50 ml, para solución del TEOS) y agua ultrapura (18 ml, para solución de hidróxido).

Se preparan las soluciones, la solución de hidróxido de amonio se agita a 400-405 rpm por un tiempo de 15-20 min., seguidamente añadimos la solución del TEOS gota a gota con revoluciones de 720-730 rpm y lo dejamos en agitación por una hora, en vista de que la reacción estaba demorando añadimos gota a gota 4 ml de catalizador puro hasta obtener una mezcla lechosa.

Terminado este proceso se procede a colocarlo en centrifugación a 10000 rpm por 10 min. Este proceso lo repetimos 2 veces, si deseásemos una mayor pureza se puede lavar con etanol para eliminar el amoniaco. Y al final secarlo a 60ºC durante 24 horas, obtuvimos 2.38 g de nanoparticulas de óxido de siliceo.

1. Recubrimiento Vidriado

Preparamos un esmalte teniendo como principal precursor de oxido de siliceo las nanopaticulas obtenidas por el metodo sol-gel, le añadimos carbonato de calico como fundente, caolinita por su Fuente  de alumina y borax para neutralizar y estabilizar el esmalte.

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