ES2623770T3

ES2623770T3 - Relleno para la fabricación de un producto refractario, procedimiento para la fabricación de un producto refractario, un producto refractario así como un uso del producto

Info

Publication number: ES2623770T3
Application number: ES15175463.7T
Authority: ES
Inventors: Boro Djuricic; Norbert Freiberger; Jürgen Mühlhäußer; Christoph Bauer
Original assignee: Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
Current assignee: Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2034-12-02
Also published as: CA2959459A1; EP3029006A1; KR20170088830A; US10035732B2; EP3029005B1; RU2017108171A3; PL3029005T3; TW201620857A; CN106715359A; WO2016087065A1; BR112017005109B1; MX2017003301A; EP3029005B9; EP3029005A1; AR102279A1; EP3029006B1; RU2017108171A; PL3029006T3; US20170275205A1; BR112017005109A2

Abstract

Relleno para fabricar un producto refractario a basa de Al2O3, que comprende por lo menos una fase MAX en forma de Ti3SiC2, con las siguientes características: 1.1 el relleno comprende uno o varios componentes, que comprenden aluminio, carbono, silicio y titanio; 1.2 las proporciones de aluminio, carbono, silicio y titanio en el relleno, que por medio de los componentes han sido aportados en el relleno, se hallan en los siguientes intervalos, en cada caso referido a la masa total del relleno: 1.2.1 aluminio, calculado como Al2O3: del 10 al 97 % en masa; 1.2.2 carbono: del 1 al 30 % en masa; 1.2.3 silicio, calculado como SiO2: del 1 al 20 % en masa; 1.2.4 titanio, calculado como TiO2: del 1 al 50 % en masa.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Relleno para la fabricacion de un producto refractario, procedimiento para la fabricacion de un producto refractario, un producto refractario as! como un uso del producto

La invencion se refiere a un producto refractario, a un relleno para la fabricacion del producto, a un procedimiento para la fabricacion del producto, como tambien a una utilization del producto refractario.

Dentro de los alcances de la invencion, la expresion “producto refractario” se refiere en especial a productos ceramicos refractarios con una temperatura de utilizacion superior a 600 °C, y preferiblemente a materiales refractarios de acuerdo con la norma DIN 51060, es decir materiales con un Punto de Calda de Cono > SK-17. La determination del punto de calda de cono puede tener lugar en especial de acuerdo con la norma DIN EN 993-12: 1997.

Como es sabido, el termino “relleno (Versatz)” designa en especial una composition consistente en uno o varios componentes, mediante la que y por medio de un tratamiento termico, es decir en especial mediante un proceso de coccion o n proceso de fusion es posible fabricar un producto refractario.

Durante su utilizacion los productos refractarios son frecuentemente expuestos a llquidos y gases a elevadas temperaturas, por ejemplo escorias como tambien vidrios o metales fundidos. Los mismos pueden infiltrarse en el producto ceramico a traves de fisuras y poros, lo que puede conducir a una corrosion del producto. Por ello, y a efectos de mejorar la resistencia de los productos refractarios contra la corrosion, frecuentemente se desea poner a disposition productos lo mas libres posible de fisuras con poros lo menos numerosos y lo mas pequenos posibles. Sin embargo, debido a su fragilidad tales productos refractarios, de elevado peso especlfico y predominantemente libres de fisuras, presentan frecuentemente una resistencia comparativamente reducida frente a los shocks termicos.

Por ello, en el estado de la tecnica se conocen tecnologlas para reducir la fragilidad del producto refractario, o bien para mejorar su resistencia a los shocks termicos y la elasticidad de su estructura interna.

As! por ejemplo, ya se conoce reducir la fragilidad de los productos refractarios basados en corindon (A2O3), magnesia (MgO) y/o espinela de magnesia (MgO. A^O3) denominados “elastificantes”, que son incorporados en la matriz del producto, y que de esta manera mejoran la resistencia del producto contra los shocks termicos. La action de estos elastificantes se basa en que presentan un coeficiente de dilatation termica que es distinto del coeficiente de dilatacion del componente principal del producto refractario, por lo que durante el tratamiento termico del producto y su subsiguiente enfriamiento se originan tensiones entre el elastificante y el componente principal. De esta manera se forman microfisuras en el producto, que en el caso de un ataque mecanico sobre el producto compensan una parte de la energla de rotura, con lo cual es posible reducir el peligro de una rotura del producto por fragilidad. Sin embargo, la utilizacion de tales elasticificantes tiene la desventaja de que la resistencia del producto contra la corrosion puede reducirse debido a las microfisuras generadas.

Ademas se conoce mejorar la flexibilidad de la estructura interna de los productos refractarios basados en magnesia o corindon mediante la adicion de carbono. Sin embargo, en el caso de tales piedras de Mg-O-C o de tales piedras de Al2O3-C, es problematica la reducida estabilidad termica del carbono a elevadas temperaturas, en especial en una atmosfera oxidante.

La invencion tiene el objetivo de poner a disposicion un producto refractario a base de corindon (A^O3), que presenta una elevada resistencia a los shocks termicos. Otro objetivo consiste en poner a disposicion un producto refractario a base de corindon con una elevada elasticidad de su estructura interna. Otro objetivo consiste en poner a disposicion un producto refractario a base de corindon con una reducida fragilidad. En especial, uno de los objetivos de la invencion consiste en poner a disposicion un producto refractario a base de corindon, que presente una resistencia a la corrosion superior a la de los productos refractarios conocidos en el estado de la tecnica basados en Al2O3, que para mejorar su resistencia a los shocks termicos, la elasticidad de su estructura interna y su fragilidad, presentan un elasticificante.

Otro objetivo de la invencion consiste en poner a disposicion un producto refractario a base de corindon, que junto con solamente una porosidad reducida presente una elevada resistencia a los shocks termicos, una estructura interna de elevada elasticidad, como tambien una fragilidad reducida.

Otro objetivo de la invencion consiste en poner a disposicion un producto refractario a base de corindon, que tambien bajo elevadas temperaturas en atmosferas oxidantes presente una elevada estabilidad termica, en especial una estabilidad termica mejorada con respecto a los productos A^O3-C, a elevadas temperaturas bajo atmosferas oxidantes.

Otro objetivo de la invencion consiste en poner a disposicion un relleno para la fabricacion de un producto de este tipo. Otro objetivo de la invencion consiste en poner a disposicion un relleno de la manera mas economica posible.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

De acuerdo con la invencion, para lograr los objetivos relacionados con el producto, se pone a disposicion una combinacion segun la reivindicacion 1.

Dentro de los alcances de la invencion se ha comprobado de manera sorprendente que es posible producir un producto refractario a base de A2O3 que satisface los objetivos anteriores mediante una combinacion segun la reivindicacion 1.

De manera conocida, mediante la expresion “fases-MAX” se designa una clase de materiales de carburos y nitruros formadores de capas, que presentan una estructura estratificada similar a la del grafito, y que corresponden a la siguiente formula general: Mn+iAXn, en donde:

n = 1, 2 o 3;

M = un metal de transicion en la forma de Sc, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf o Ta;

A = un elemento del Grupo A en la forma de Al, Si, P, S, Ga, Ge, As, In, Sn, Tl o Pb; y

X = C y/o N.

Esta clase de materiales de las fases MAX ha sido sintetizada por primera vez, y sus propiedades han sido descritas, en los anos 1990. De acuerdo con ello, las fases MAX asocian propiedades ventajosas de los materiales ceramicos y metalicos, por ejemplo una elevada elasticidad, una buena conductividad termica y electrica, una elevada resistencia contra la corrosion por agentes qulmicos, un reducido coeficiente de dilatacion termica, as! como tambien una elevada resistencia a los shocks termicos y tolerancia a los danos. Las fases MAX policristalinas con una dureza Vickers se encuentran por lo general en el intervalo de 2 a 8 GPa; en este aspecto, las fases MAX son mas blandas que la mayorla de los ceramicos moldeados, pero mas duras que la mayorla de los metales [April 2013, American Ceramic Society Bulletin, Vol. 92, No. 3, Miladin Radovic and Michel W. Barsoum]. Ademas, la mayorla de las fases MAX son sumamente resistentes a la oxidacion. Ademas, a elevadas temperaturas las fases MAX experimentan una transicion de un comportamiento mas fragil a un comportamiento mas plastico („brittle-to- plastic transition", BPT), en el que en especial tambien presentan un comportamiento plastico a la flexion. Asimismo, una caracterlstica distintiva especial de las fases MAX consiste en que estos son sumamente tolerantes a los danos y resistentes al shock termico, y que por lo general tambien pueden trabajarse sin mayor maquinado. La tenacidad de las fases MAX a la rotura a temperatura ambiente (Kic) se encuentra por lo general en el intervalo de 5 a 20 MPaV^ y con ello presenta un color relativamente elevado en comparacion con la tenacidad de otras ceramicas a la rotura. Los elevados valores de la tenacidad a la rotura (Kic) y el comportamiento de las curvas R encuentran su causa en la formacion de ligamentos-puente plasticos deformables y en las propiedades inhibidoras de las fisuras, de los llmites de pandeo. Otra propiedad importante de las fases mAx es su extraordinaria resistencia a los shocks termicos. A diferencia de las ceramicas tlpicas, las fases MAX no se desintegran bajo carga, sino que en algunos casos aumenta su resistencia residual a la flexion tambien despues de una exposicion a temperaturas de por ejemplo 1.200 °C y de un subsiguiente templado en agua a temperatura ambiente.

L. F. Liu et al ("Microstructure and properties of Al2O3-TiC-Ti3SiC2 composites fabricated by spark plasma sintering", Advances in Applied Ceramics: Structural, functional and bioceramics, Maney publishing, GB, tomo 109, N.° 7, 01 de octubre de 2010, paginas 394-398) describen la produccion de materiales compuestos de AhO3-TiC-Ti3SiC2 altamente compactados a base de una combinacion de polvos de A^O3, TiC y Ti3SiC2. Y. M. Luo et al ("Effect of Composition on Poperties of Alumina/Titanium Silicon Carbide Composites", J. Am. Ceram. Soc., tomo 85, N.° 12, 08 de agosto 2002, paginas 3099-3101) describen la produccion de AhO3-Ti3SiC2 mediante sinterizacion de A2O3 y Ti3SiC2, planteandose en la publicacion la hipotesis segun la cual podrlan haber reaccionado partes del Ti3SiC2 en presencia de carbono hasta dar TiC y Si. C. Racault et al ("Solid-state synthesis and characterization of the ternary phase Ti3SiC2", Journal of Materials Science, tomo 29, 19 de enero de 1994, paginas 3384-3392) suponen que el Si posiblemente formado en ese caso seguira reaccionando con carbono hasta dar SiC.

De manera sorprendente, dentro de los alcances de la invencion se ha comprobado que debido a estas propiedades las fases MAX pueden mejorar considerablemente las propiedades de los productos refractarios basados en A2O3, y que en especial pueden contribuir a poner a disposicion productos refractarios basados en A^O3 mediante los que es posible lograr los objetivos anteriormente mencionados. Al respecto, la invencion se basa tambien en especial sobre el sorprendente reconocimiento de la invencion, de que por lo menos una parte de las ventajosas propiedades anteriormente mencionadas de las fases MAX son transferidas a productos refractario basados en Al2O3, siempre y cuando dichos productos comprendan por lo menos una fase MAX. Al respecto, de acuerdo con la invencion se ha comprobado que en especial las buenas propiedades de las fases MAX referidas a su resistencia a los shocks termicos pueden ser transferidas a los productos refractarios basados en AhO3. Al respecto, y de acuerdo con la invencion se ha comprobado que la resistencia a los shocks termicos, de los productos ceramicos basados en A^O3, aumenta al aumentar la proporcion o presencia de las fases MAX.

En este aspecto, los productos refractarios basados en A^O3, que de acuerdo con la invencion comprenden por lo menos una fase MAX, presentan una elevada resistencia a los shocks termicos y una estructura interna de gran elasticidad.

Ademas, los productos refractarios basados en A2O3, que de acuerdo con la invencion comprenden por lo menos

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

una fase MAX, presentan, tambien a elevadas temperaturas y bajo condiciones oxidantes, una elevada estabilidad termica, debida a la resistencia de las fases MAX contra la oxidacion.

Ademas de ello, los productos refractarios basados en A^Oa, que de acuerdo con la invencion comprenden por lo menos una fase MAX, demuestran, debido a la elevada resistencia de las fases MAX contra los ataques qulmicos, ser sumamente resistente contra la corrosion.

En especial, los productos refractarios basados en A^O3, siempre y cuando presenten por lo menos una fase MAX, pueden presentar un elevado peso especlfico y una reducida porosidad, sin embargo junto con sin embargo una estructura interna de elevada elasticidad. En este aspecto, los productos de acuerdo con la invencion pueden presentar por ejemplo un peso especlfico en el intervalo de 3,6 a 4,0 g/cm3, por ejemplo tambien un peso especlfico de por lo menos 3,65 g/cm3, 3,7 g/cm3 o de por lo menos 3,75 g/cm3; ademas, el peso especlfico tambien puede ser de a lo sumo 3,95 g/cm3, 3,9 g/cm3 o como maximo de 3,85 g/cm3. En cuanto a la porosidad abierta de los productos de acuerdo con la invencion, puede tener valores por ejemplo en el intervalo de 2 a 4 % en volumen, por lo tanto tambien puede tener por ejemplo valores de por lo menos 2,2 o de 2,3 o de 2,4 o de 2,5 o de 2,55 % en volumen y por ejemplo tambien de a lo sumo 3,8 o 3,6 o de 3,4 o de 3,2 o de 3,0 o de 2,9 o de 2,8 o de 2,7 o de 2,65 % en volumen.

De acuerdo con la invencion se ha comprobado que las propiedades de un producto refractario a base de A^O3, pueden mejorarse en especial cuando en el mismo se halle presente por lo menos una fase MAX en una proporcion de por lo menos 0,5% en masa. En este aspecto, de acuerdo con la invencion puede preverse que el producto de acuerdo con la invencion presente una proporcion de fases MAX de por lo menos 0,5% en masa, por lo tanto por ejemplo tambien de por lo menos 0,6 o 0,8 o 1 o de 1,2 o de 1,4 o de 1,6 o de 1,8 o de 2,0 o de por lo menos 2,5 % en masa.

Ademas, de acuerdo con la invencion se ha comprobado que las propiedades refractarias de los productos refractarios basados Al2O3 tambien pueden tambien experimentar una influencia desfavorable debido a una proporcion excesiva de las fases MAX. A tltulo de ejemplo, es posible influir de manera desfavorable sobre la resistencia de los productos debido a la dureza comparativamente menor de las fases MAX causado por una proporcion excesiva de las fases MAX en el producto.

Ademas, de acuerdo con la invencion se ha comprobado que proporciones de las fases MAX en producto de acuerdo con la invencion pueden oxidarse en el caso en que el producto de acuerdo con la invencion este expuesto a temperaturas de utilizacion suficientemente elevadas de una atmosfera oxidante, por ejemplo, aire. Sin embargo, en este caso pueden formarse seguidamente fases de bajo punto de fusion en el producto, que influyen negativamente sobre las propiedades refractarias del producto, en especial y por ejemplo sus propiedades de resistencia, en especial de su propiedad de resistencia en caliente. En este aspecto, de acuerdo con la invencion ha demostrado ser ventajoso delimitar la proporcion de fases MAX en el producto de acuerdo con la invencion, especlficamente a una proporcion de a lo sumo 40% en masa del producto. De acuerdo con ello puede preverse que las fases MAX se hallen presentes en el producto en una proporcion de a lo sumo un 40% en masa. En muchos casos, en especial en caso ser el producto de acuerdo con la invencion solicitado por cargas mecanicas y temperatura en una atmosfera oxidante, es posible mejorar mas aun las propiedades del producto, siempre y cuando la proporcion de las fases MAX sea inferior al 40% en masa, sin embargo debiendo la proporcion fases MAX tambien presentar un valor mlnimo de 0,5 % en masa. En este aspecto, puede el producto presentar por ejemplo una proporcion en fases MAX de a lo sumo 40, 35, 30, 25, 20, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5 o 4 % en masa.

Las indicaciones provistas en la presente relacionadas con el porcentaje en masa estan referidas, en cada caso, a la masa total del producto de acuerdo con la invencion o bien del relleno, a menos que se indique otra cosa en caso individual. Las indicaciones aqul provistas en % en volumen, estan referidas, cada una de ellas, al volumen total del producto de acuerdo con la invencion o bien del relleno de acuerdo con la invencion, a menos que en casos individuales se indique otra cosa.

El producto de acuerdo con la invencion esta a base de Al2O3.El Al2O3, es decir el corindon, en especial en forma de a-Al2O3 y/o de p-A^O3, forma por lo tanto la fase principal del producto de acuerdo con la invencion, y se encuentra por lo tanto presente en la mayor proporcion en masa, es decir, una proporcion en masa superior a las otras fases del producto, presentes en el producto.

En especial, el Al2O3 puede hallarse presente en el producto de acuerdo con la invencion por ejemplo en proporciones de por lo menos 50 % en masa, por lo tanto y por ejemplo tambien en proporciones de por lo menos 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 o 99 % en masa. Ademas, el producto puede presentar por ejemplo una proporcion de Al2O3 de a lo sumo 99,5 % en masa, por lo tanto por ejemplo tambien de a lo sumo 99, 98, 96, 95, 92, 90, 88, 85, 80, 75, 70 o 60 % en masa.

Por lo menos una fase MAX en el producto de acuerdo con la invencion se encuentra presente en forma de Ti3SiC2.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

De acuerdo con la invencion se ha comprobado que en especial es posible influir de manera favorable sobre las propiedades de un producto refractario a base de A^O3 mediante por lo menos una de estas Fases MAX.

Ademas de las fases en forma de corindon y por lo menos una Fase MAX, puede el producto de acuerdo con la invencion tambien presentar por lo menos una de las siguientes fases: aluminio metalico, silicio metalico, titanio metalico, hierro metalico, por lo menos un carburo, por lo menos un oxicarbonitruro, por lo menos un SiCAlON o por lo menos una aleacion de los metales aluminio, silicio, titanio o hierro.

Gracias a la presencia de aluminio metalico, silicio metalico, titanio metalico o hierro metalico, como tambien de sus aleaciones, en el producto, es posible mejorar mas aun la resistencia del producto contra la corrosion, en especial en el caso en que durante la utilization del producto lleguen a originarse fisuras o areas de rotura dentro o en el producto. Tales fisuras o areas de rotura dentro o en el producto pueden originarse por ejemplo por un ataque mecanico sobre el producto, mediante tensiones termomecanicas en el producto, mediante un ataque altamente corrosivo sobre el producto, o en caso de elevadas temperaturas. A lo largo de estas fisuras o areas originadas quedan ahora expuestos el aluminio, silicio, titanio o hierro metalico, o sus aleaciones, que hasta ahora estaban protegidos dentro del interior del producto con respecto a la atmosfera rodeante, con lo cual quedan ahora expuestos a la atmosfera circundante. En consecuencia, en el caso de una atmosfera oxidante el aluminio, silicio, titanio o hierro metalicos, o sus aleaciones, se oxidan, lo que se acompana de un aumento de volumen. Con ello pueden las fisuras y las areas de roturas originados llegar a cerrarse, con lo cual puede impedirse una penetration de medios corrosivos, en especial escoria o material fundidos, en el interior del producto. Debido a este efecto de autocuracion es posible mejorar mas aun la resistencia del producto contra la corrosion.

Es preferible que el producto presente proporciones de aluminio, silicio, titanio o hierro, metalicos, o sus aleaciones, en el intervalo de 0,1 a 1% en masa.

Los carburos pueden estar presentes en el producto de acuerdo con la invencion por ejemplo en forma de por lo menos uno de los siguientes: carburos, carburo de titanio (TiC) o carburo de silicio (SiC), por ejemplo en proporciones referidas a una masa total en el intervalo de 0,1 a 5% en masa, por lo tanto por ejemplo tambien en proporciones de por lo menos 0,5 o de 1,5 o de 1,8% en masa y por ejemplo tambien en proporciones de a lo sumo 4,5 o 4 o de 3,5 o de 3 o de 2,5 o de 2,2 % en masa.

Los oxicarbonitruros pueden estar presentes en el producto de acuerdo con la invencion en forma de oxicarbonitruros de aluminio, por ejemplo en forma de Al28C6N@O21, por ejemplo en proporciones de 0,1 a 1%.

En cuanto al SiCAlON, se trata de manera conocida de cristales mixtos basados en los elementos Si, C, Al, O y N. Se originan en especial sobre la base de SiC, en el que los atomos de silicio y de carbono han sido reemplazados parcialmente por atomos de aluminio, oxlgeno y nitrogeno. Los SiCAlON pueden encontrarse presentes en el producto en proporciones de 0,1 a 1 % en masa.

De acuerdo con la invencion se ha comprobado que la resistencia del producto de acuerdo con la invencion contra la corrosion puede ser mejorada mas aun, haciendo que dicho producto presente por lo menos un carburo, por lo menos un oxicarbonitruro o por lo menos un SiCalON, en especial en una de las proporciones anteriormente indicadas

De acuerdo con la invencion se ha comprobado que las ventajosas propiedades del producto de acuerdo con la invencion, es decir en especial su muy elevada resistencia contra los shocks termicos, la elasticidad muy elevada de su estructura interna, su reducida fragilidad, como tambien su elevada resistencia contra la corruption, pueden deteriorarse cuando ademas de las fases anteriormente indicadas se encuentran presentes otras fases, por cuanto el producto de acuerdo con la invencion puede reaccionar de manera muy sensible a dichas fases adicionales.

En este aspecto, de acuerdo con la invencion puede preverse que el producto de acuerdo con la invencion, ademas de las fases anteriormente indicadas, es decir Al2O3, Fases MAX, aluminio metalico, silicio metalico, titanio metalico, hierro metalico, las aleaciones de los metales arriba mencionados, carburos, oxicarbonitruros y SiCAlON no presente ninguna otra fase, o que en todo caso tales fases adicionales esten presentes en cantidades reducidas, en especial en una proportion inferior al 2% en masa, es decir por ejemplo tambien en una proportion inferior a 1 o 0,5% en masa.

De acuerdo con la invencion se comprobo que es posible influir negativamente sobre las propiedades del producto de acuerdo con la invencion, en especial mediante la presencia de elementos del Grupo IA como tambien del Grupo VIIA del Sistema Periodico de Elementos, aun cuando dichos elementos solo se encuentren presentes en reducidas proporciones en el producto. En este aspecto puede preverse en especial que la masa total de litio, sodio y potasio en el producto sea inferior al 2% en masa, es decir por ejemplo tambien inferior al 1 o 0,5% en masa. En cuanto a los elementos fluor y cloro puede preverse que la masa total de estos elementos en el producto sea inferior a 0,1% en masa, es decir por ejemplo tambien inferior a 0,05 o 0,01% en masa.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La estructura interna del producto de acuerdo con la invencion esta formada de una matriz de AI2O3, en la que se halla incluida por lo menos una Fase MAX.

En su conjunto, en la matriz de A^O3, ademas del por lo menos una Fase MAX pueden estar incluida la totalidad de las otras fases del producto.

Las fases del producto, incluidas en la matriz de Al2O3, estan incluidas, como “islas” aisladas entre si, en la matriz de A2O3. Con ello la matriz de A2O3 forma en el producto de acuerdo con la invencion una fase continua que atraviesa la totalidad del producto, y en la que se hallan incluidas las otras fases separadas entre si.

Es preferible que el producto presente una estructura interna esencialmente isotropa. En este aspecto, las fases del producto estan distribuidas de manera esencialmente uniforme a traves del volumen del producto. Con ello y en especial las fases del producto no estan distribuidas de manera anisotropa, por ejemplo en forma de capas, a traves del volumen del producto.

Gracias a esta distribucion uniforme, relativamente isotropa, de las fases presentes ademas del Al2O3 en el producto, el mismo presenta propiedades relativamente uniformes en la totalidad de su volumen.

De esta manera se asegura que el producto presente sus ventajosas propiedades de manera uniforme sobre la totalidad de su volumen, aun con reducidas proporciones de Fases MAX y demas fases.

En especial, el producto de acuerdo con la invencion presenta proporciones de los elementos aluminio, carbono, silicio, titanio, nitrogeno y oxlgeno. Como se senalo en lo que precede, ademas pueden encontrarse presentes proporciones de los elementos aluminio, silicio y titanio, tambien en forma elemental. Por lo demas, tales elementos como tambien los demas elementos no se encuentran presentes predominantemente en forma elemental en el producto, sino en forma de compuestos. Las proporciones de los elementos aluminio, carbono, silicio, titanio, nitrogeno y oxlgeno presentes en el producto, pueden ser por ejemplo como sigue, en donde la cantidad de uno de estos depende fundamentalmente de la proporcion de los demas elementos:

Aluminio:

Carbono:

Silicio:

Titanio:

Nitrogeno:

Oxigeno:

de 10 a 60 % en masa, por lo tanto por ejemplo por lo menos 20, 30, 40, 42, 44, 46, 47, 48 o 49 %

en masa y tambien por ejemplo a lo sumo 58, 56, 55, 54, 53, 52 o 51 % en masa;

de 0,5 a 10 % en masa, por lo tanto por ejemplo por lo menos 0,8 o 1 % en masa y tambien por

ejemplo a lo sumo 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3 o 2,5 o 2 o 1,7 o 1,5 o 1,3 o 1,2 % en masa;

de 0,5 a 10 % en masa, por lo tanto por ejemplo por lo menos 1 o 1,2 % en masa y tambien por

ejemplo a lo sumo 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3 o 2,5 o 2 o 1,8 o 1,6 o 1,4 % en masa;

de 1 a 30 % en masa, por lo tanto por ejemplo por lo menos 1,5 o 2,5 o 3 o 3,5 % en masa y tambien por ejemplo a lo sumo 20, 15, 10, 8, 6 o 5 o 4 o 3,5 % en masa;

de 0,01 a 0,5 % en masa, por lo tanto por ejemplo por lo menos 0,02 o 0,04 o 0,05 o 0,06 o 0,07 o

0,08 % en masa y tambien por ejemplo a lo sumo 0,4 o 0,3 o 0,2 o 0,15 % en masa;

de 30 a 60 % en masa, por lo tanto por ejemplo por lo menos 35, 40 o 42,5 o 43 o 43,3 % en masa y tambien por ejemplo a lo sumo 55, 50, 48, 46 o 45 o 44,5 o 44 o 43,7 % en masa.

De acuerdo con la invencion puede preverse que ademas de los elementos aluminio, carbono, silicio, titanio, hierro, nitrogeno y oxlgeno se encuentren presentes otros elementos en el producto, en una cantidad inferior al 2% en masa, y por lo tanto por ejemplo tambien inferior al 1,5 o 1 o 0,5% en masa.

Para la fabricacion del producto inventivo descrito en la presente, se pone a disposicion un relleno con las siguientes caracterlsticas:

el relleno comprende uno o varios componentes, que comprenden aluminio, carbono, silicio y titanio;

las proporciones de aluminio, carbono, silicio y titanio en el relleno, que son aportados por los componentes en el

relleno, se encuentran en los siguientes intervalos, en cada caso referidos a la masa total del relleno:

Aluminio, calculado como A^Oa: de 10 a 97 % en masa, por lo tanto por ejemplo por lo menos 20, 30, 40, 50, 55, 60, 65, 70 o 75 % en masa y tambien por ejemplo a lo sumo 95, 92, 90, 88, 86, 84, 82 o 80 % en masa; Carbono: de 1 a 30 % en masa por lo tanto por ejemplo por lo menos 2, 3, 4, 5 o 6 % en masa y tambien por ejemplo a lo sumo 25, 20, 15, 13, 12, 11, 10, 9 o 8 % en masa;

Silicio, calculado como SiO2: de 1 a 20 % en masa por lo tanto por ejemplo por lo menos 2, 3, 4, 5, 6, 7 o 8 % en masa y tambien por ejemplo a lo sumo 18, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10 o 9 % en masa;

Titanio, calculado como TiO2: de 1 a 50 % en masa. por lo tanto por ejemplo por lo menos 1,5 o 2 o 2,5 o 3 o 3, 5 o 4 % en masa y tambien por ejemplo a lo sumo 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 14, 13, 12, 10, 9, 8, 7 o 6 % en masa.

En el caso de los componentes, es decir de las materias primas del relleno, puede tratarse de uno o varios componentes o bien materias primas, que pueden ser puestos a disposicion por medio de las proporciones en aluminio, carbono, silicio y titanio para la fabricacion del producto de acuerdo con la invencion. Al respecto, por

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

medio de por ejemplo un componente tambien es posible poner a disposicion uno o varios de los elementos aluminio, carbono, o titanio. Por ejemplo, por medio de un componente en forma de mullita es posible poner a disposicion aluminio, silicio y oxlgeno. En la medida en que el producto fabricado a partir del relleno presente ademas de los elementos carbono, aluminio, carbon o titanio, tambien los otros elementos hidrogeno y oxlgeno, se trata en especial de productos de reaccion de los componentes de relleno con hidrogeno y oxlgeno del aire o bien atmosfera durante la aplicacion de la temperatura al relleno para fabricar el producto.

De acuerdo con la invencion se comprobo con sorpresa, que mediante un relleno con las caracterlsticas de acuerdo con la invencion es posible fabricar un producto de acuerdo con la invencion, que ademas de cualesquiera otras fases tambien presente otras fases en especial tambien fases MAX en forma por lo menos una de las siguientes fases MAX: Ti3SiC2, o por lo menos una fase MAX para la que rige:

M= Cr, Zr, Nb, Ti o V A= Al, Si o Sn X= C o N.

El por lo menos un componente que comprende aluminio, del relleno puede estar presente en especial en forma de por lo menos uno de los siguientes componentes: corindon sinterizado, corindon de fusion, arcilla de aluminio calcinada, arcilla de aluminio tabular, o bauxita. Es preferible que el componente que comprende aluminio se encuentre presente en forma de arcilla de aluminio calcinada.

El componente que comprende aluminio puede presentar el aluminio fundamentalmente en una forma arbitraria, pero preferiblemente en forma de Al2O3. Es preferible que el componente que comprende aluminio presente una proporcion de AhO3 de mas del 50 % en masa, referido al componente que comprende aluminio, es decir por ejemplo tambien de mas de 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 92, 94, 95, 96, 97, 98 o 99 % en masa.

El componente que comprende aluminio presenta preferiblemente una granulometrla d90 de a lo sumo 500 pm.

El componente que comprende aluminio se halla preferiblemente presente en proporciones el intervalo de 10 a 98 % en masa en el relleno, es decir por ejemplo tambien en proporciones de por lo menos 20, 30, 40, 50, 55, 60, 65, 68, 70 o 71 % en masa y por ejemplo tambien en proporciones de lo sumo 95, 90, 85, 80, 75 o 73 % en masa.

El componente que comprende por lo menos un carbono, del relleno, se halla preferiblemente presente en la forma de por lo menos uno de los siguientes componentes: grafito (grafito natural o sintetico), antracita, hollln, coque de petroleo o resina, por ejemplo resina de silicona o resina fenolica. Se prefiere especialmente que el componente que comprende carbono se halle presente en forma de grafito.

La proporcion de carbono del componente que contiene carbono representa preferiblemente mas de 92% en masa, referido a la masa del componente que comprende carbono, es decir por ejemplo tambien de mas de 94, 95 o 96% en masa.

El componente que comprende carbono presenta preferiblemente una granulometrla d90 inferior a 1 mm.

El componente que contiene carbono se encuentra presente en proporciones en el intervalo de 1 a 30% en masa en el relleno, es decir por ejemplo tambien en proporciones de por lo menos 2, 3, 4, 5, 6 o 7 en masa y preferiblemente tambien en proporciones de lo sumo 25, 20,15, 14,13, 12,11, 10 y 9% en masa.

El por lo menos un componente que comprende silicio, del relleno, puede encontrarse presente en especial en forma de uno de los siguientes componentes: caolln, chamota, por lo menos una arcilla refractaria (en especial aquellas con la fase principal caolinita), por lo menos una materia prima mullita (en especial mullita sinterizada, mulita de fusion, o materias primas mullitizadas), cuarcita, arenas cuarcltica circon (silicato de circonio). Se prefiere especialmente que el componente que comprende silicio se encuentre presente en forma de caolln.

El componente que comprende silicio puede presentar silicio fundamentalmente en una forma arbitraria, pero de manera especialmente preferida en forma de por lo menos uno de los componentes caolln o chamota. De acuerdo con una forma de realization especialmente preferida, el componente que comprende silicio se halla presente en forma de caolln, en especial por ejemplo en forma calcinada, lo que tiene la ventaja que durante el tratamiento termico de un relleno, que comprenda dicho caolln calcinado, no puede presentarse ninguna volatilization de los componentes acuosos del caolln.

La granulometrla del componente que comprende silicio puede estar presente por ejemplo en una granulometrla d90 inferior a 50pm, por lo tanto por ejemplo tambien en una granulometrla d90 inferior a 40 pm, 30 pm, 20 pm o inferior a 10 pm.

El por lo menos un componente que comprende silicio, en especial caolln, puede hallarse preferiblemente presente en proporciones en el intervalo de 1 a 40 % en masa en el relleno, es decir por ejemplo tambien en proporciones de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

por lo menos 2, 4, 6, 8, 10, 12, 13 o 14 % en masa y por ejemplo tambien en proporciones de a lo sumo 35, 30, 28, 26, 24, 22, 20, 18, 17 o 16 % en masa.

El por lo menos un componente que comprende titanio, del relleno, puede estar presente en especial en forma de una de las siguientes materias primas: rutilo o titanato de aluminio. Es preferible que el componente que comprende titanio se encuentre presente en la forma de rutilo, preferentemente en forma de arena de rutilo natural.

El componente que comprende titanio puede fundamentalmente presentar titanio en cualquier forma arbitraria, pero preferiblemente en forma de TiO2. Es preferible que el componente que comprende titanio presente una proporcion de superior a 95% en masa, referido al componente que comprende titanio, es decir por ejemplo tambien de mas de 96, 97,98 o 99% en masa.

Es preferible que el componente que comprende titanio se encuentre presente con una granulometrla d90 de 200 pm o inferior.

El por lo menos un componente que comprende titanio puede estar presente por ejemplo en las siguientes proporciones en el intervalo de 1 a 50 % en masa en relleno, por lo tanto por ejemplo tambien en una proporcion de por lo menos 1,5 o 2 o 2,5 o 3 o 3,5 o 4 o 4,5 % en masa y por ejemplo tambien en una proporcion de a lo sumo 40, 30, 20, 15, 12, 109, 8 o 7 o 6,5 o 6 o 5,5 % en masa.

Si bien en este aspecto el relleno puede presentar las proporciones de aluminio, silicio y titanio en cualquier forma arbitraria, en lo que sigue se indican sus proporciones en el relleno en forma de sus oxidos, como es usual en la tecnica de los materiales refractarios.

De manera completamente sorprendente, dentro de los alcances de la invencion se ha comprobado que mediante un relleno de acuerdo con la invencion, en especial en la medida en que el mismo presente los componentes o bien materias primas anteriormente mencionados, es posible configurar un producto refractario a base de Al2O3, que por lo menos abarca una de las siguientes fases MAX: Ti3SC2 o por lo menos una fase MAX para la que rige:

M= Cr, Zr, Nb, Ti o V A= Al, Si o Sn X= C o N.

Este es tanto mas sorprendente si se examina el estado de la tecnica, ya que hasta ahora para la fabricacion de fases MAX era normalmente necesario utilizar materias primas o bien precursores muy costosos. Mediante la utilizacion del relleno de acuerdo la invencion se dispone ahora de una nueva tecnologla que permite sintetizar fases MAX mediante materias primas fundamentalmente mas favorables. En especial, gracias a la invencion se dispone ahora de una tecnologla para poner a disposition fases MAX para utilizaciones refractarias, de una manera economica y conveniente. En cambio, hasta ahora, debido a los costosos precursores no era posible utilizar las fases MAX para aplicaciones refractarias, por mas que el potencial tecnico de las fases MAX para aplicaciones refractarias ya era conocido.

Por otra parte, de acuerdo con la invencion se ha comprobado de manera sorprendente, que gracias a un relleno de acuerdo con la invencion es posible fabricar un producto refractario a base de A^O3, que ademas de las fases MAX tambien presenta las otras fases preferidas del producto de acuerdo con la invencion, es decir y en especial por lo menos una de las siguientes fases: aluminio metalico, silicio metalico, titanio metalico, hierro metalico, por lo menos un carburo, por lo menos un oxicarbonitruro, por lo menos un SiCAlON, o por lo menos una aleacion de los metales aluminio, silicio, titanio o hierro.

De acuerdo con la invencion se ha comprobado que el relleno de acuerdo con la invencion puede reaccionar de manera muy sensible a otros componentes o bien materias primas, presentados por el relleno ademas de los componentes anteriormente mencionados. En este aspecto, los por ejemplo componentes adicionales a los componentes anteriormente mencionados pueden hacer que las fases MAX se formen solamente en una amplitud reducida en el producto. En este aspecto y de acuerdo con la invencion puede preverse que el relleno de acuerdo con la invencion presente, ademas de los componentes anteriormente mencionados, otros componentes en una proporcion inferior al 2% en masa, es decir por ejemplo tambien en una proporcion inferior al 1,5 o 1 o 0,5 % en masa.

En especial, puede preverse que el relleno de acuerdo con la invencion presente proporciones de elementos del Grupo IA como tambien del Grupo VIIA del Sistema Periodico de Elementos, solamente en proporciones muy reducidas. En este aspecto y en especial puede preverse que la masa total de litio (calculado como oxido de litio), de sodio (calculado como oxido de sodio) y de potasio (calculada como oxido de potasio) se encuentra presente en el relleno en una cantidad inferior a 2% en masa, es decir por ejemplo tambien inferior a 1 o 0,5% en masa. En cuanto a los elementos fluor y cloro puede preverse que la masa total de estos elementos presentes en el relleno sea inferior al 0,1% en masa, es decir por ejemplo tambien inferior a 0,05 o 0,01% en masa.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Otro objeto de la invention es tambien un procedimiento para la fabrication del producto refractario de acuerdo con la invencion, que comprende las siguientes etapas:

poner a disposition un relleno de acuerdo con la invencion;

aplicar una temperatura al relleno;

enfriar el relleno que ha sido tratado a temperatura.

Para el mezclado uniforme de los componentes del relleno es posible mezclar estos antes de la aplicacion de la temperatura. Por ejemplo, puede preverse granular el relleno durante el mezclado. Es posible anadir agua al relleno. En el caso en que se mezcle el relleno de manera de obtener granulos, es posible facilitar la formation de los granulos mediante esta proportion de agua.

El relleno refractario eventualmente mezclado es seguidamente sometido a temperatura. En especial, el relleno es expuesto a una temperatura tal que los componentes del relleno configuran por lo menos una fase MAX, en especial por lo menos una de las siguientes fases MAX: Ti3SiC2 o por lo menos una fase MAX para la que rige:

M= Cr, Zr, Nb, Ti o V A= Al, Si o Sn X= C o N.

Ademas, es preferible que al relleno se le aplique una temperatura tal, que los componentes del relleno configuren, ademas de las fases MAX anteriormente mencionadas, por lo menos una de las otras fases, que el producto de acuerdo con la invencion presente preferiblemente ademas de las fases MAX, es decir y en especial por lo menos una de las siguientes fases: aluminio metalico, silicio metalico, titanio metalico, y hierro metalico, por lo menos un carburo, por lo menos un oxicarbonitruro, por lo menos un SiCalON, o por lo menos un aleacion de los metales aluminio, silicio, titanio o hierro.

Es preferible que al relleno se le aplique una temperatura superior a los 2.000 °C. Es preferible que el relleno se funda a temperaturas superiores a los 2.000 °C.

La duration de tiempo necesario para aplicar temperatura al relleno, a efectos de fundirlo, depende en especial de la magnitud de la carga a ser fundida. En el caso en que carga a ser fundida represente por ejemplo 10 a 30 t, puede bastar por ejemplo una duracion de la fusion en el intervalo de 12 a 24 horas, para fundir el relleno por completo.

Se prefiere especialmente fundir el relleno, es decir someterlo a una temperatura tal que a partir del relleno se forme una masa fundida. Fundamentalmente, el relleno puede ser fundido mediante cualquier instalacion conocida en el estado la tecnica, por ejemplo mediante un horno de arco electrico

Desde el punto de vista teorico es posible, si bien no preferible de acuerdo con la invencion, someter el relleno de acuerdo con la invencion a una coccion ceramica, y no fundirlo. En este caso es posible conformar previamente y a tltulo adicional el relleno, eventualmente mezclado y granulado, de manera de obtener una preforma, es decir, un cuerpo de moldeo refractario no quemado, por ejemplo mediante prensado, y seguidamente se lo somete a una coccion ceramica.

Seguidamente se deja enfriar el relleno tratado termicamente, o bien la masa fundida.

Despues del enfriamiento se obtiene un producto refractario a base de A^O3, que abarca fases MAX.

El producto as! obtenido puede ser seguidamente objeto de un tratamiento ulterior, por ejemplo, se lo tritura y por ejemplo se lo somete a un tratamiento final para obtener una granulometrla o bien distribution granulometrica deseadas.

El producto triturado puede utilizarse en especial como materia prima para la fabricacion de productos refractarios.

Con ello un objeto de la invencion es tambien la utilization del producto de acuerdo con la invencion o bien de los productos fabricables mediante el relleno de acuerdo con la invencion como tambien el producto fabricable mediante el procedimiento de acuerdo con la invencion como materia prima para la fabricacion de productos refractarios.

Se prefiere especialmente que la utilizacion de acuerdo con la invencion tenga lugar con el requisito que se utilice el producto como una materia prima para la fabricacion de productos refractarios en forma de piedras de magnesia- carbono (piedras de Mg-O-C), de piedras que contienen carbono, no basicas (en especial piedras de alumina- carbono, piedras de A^O3-C), o piedras de alumina-magnesia-carbono (piedras AMC). En este aspecto, puede anadirse el relleno para la fabricacion de piedras de magnesia-carbono, piedras de alumina-carbono, o piedras de alumina-magnesia-carbono, por ejemplo, como otros componentes del producto de acuerdo con la invencion.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Otro objeto de la invencion es ademas un producto refractario, que ha sido fabricado a partir del relleno de acuerdo con la invencion, y/o que ha sido fabricado mediante un procedimiento de acuerdo con la invencion.

En este aspecto, el producto fabricable o bien fabricado mediante el relleno o bien el producto fabricado mediante el procedimiento con la detencion presenta las propiedades del producto refractario de acuerdo con la invencion.

La utilizacion del producto de acuerdo con la invencion como materia prima para la fabricacion de un producto refractario puede tener lugar de acuerdo con una forma de realizacion preferida con la condicion que el producto refractario sea anadido al relleno para la fabricacion de un producto refractario junto con otras materias primas.

Por lo demas, de acuerdo con la invencion se comprueba que el producto de acuerdo con la invencion es adecuado como material para el trabajado de los metales. Por lo tanto, otro objeto de la invencion es tambien la utilizacion del producto de acuerdo con la invencion o bien del producto fabricable mediante el relleno de acuerdo con la invencion como tambien fabricado mediante el procedimiento de acuerdo con la invencion, como material para trabajar los metales, en especial, como material para herramientas de corte o de cepillado para trabajar los metales, en especial para herramientas de cepillado en forma de herramienta de fresado, de perforation, de rotation o de amolado en el trabajado de los metales

Otras caracterlsticas de la invencion resultan de las reivindicaciones secundarias, de las figuras como tambien de la siguiente description de las figuras

La totalidad de las caracterlsticas de la invencion pueden combinarse arbitrariamente entre si, individualmente o en forma de una combination.

Seguidamente se explica con mayor detenimiento un ejemplo de realizacion de la invencion.

Ejemplo

Para la fabricacion de un producto refractario de acuerdo con la invencion se puso en primer lugar a disposition un relleno de acuerdo con la invencion, que presentaba un componente que comprende aluminio en forma de arcilla de aluminio calcinada, un componente que contiene carbono en forma de grafito natural, un componente que contiene silicio en forma de caolln como tambien un componente que comprende titanio en forma de arena de rutilo natural. El relleno presentaba una masa total de aproximadamente 400 kilos.

La arcilla de aluminio calcinada presentaba una proportion de AhO3 de mas de 99 % en masa y una proportion de Na2O inferior a 0,4 % en masa, en cada caso referida a la masa total de la arcilla de aluminio calcinada. La arcilla de aluminio calcinada presentaba una granulometrla d90 inferior a 100 pm. La proporcion de la arcilla de aluminio calcinada referida a la masa total de relleno era de 72 % en masa.

El grafito natural presentaba una proporcion de carbono de mas del 94,5 % en masa y una proporcion de minerales de arcilla inferior al 5% en masa, en cada caso referido a la masa total del grafito. El grafito tenia una granulometrla d90 inferior a 500 pm. La proporcion del grafito referida a la masa total del relleno era de 8 % en masa.

El caolin mostro una proporcion de caolinita y de otros minerales de arcilla de mas de 97 % y una proporcion de Fe2O3, Na2O y K2O inferior al 1,6 %, en cada caso referido a la masa total del caolin. El caolin presentaba una granulometrla d90 inferior a 20 pm. La proporcion de caolin referido a la masa total del relleno era de 15 % en masa.

El portador de TiO2 presentaba una proporcion de TiO2 de mas del 98 % en masa, referido a la masa total del portador de TiO2. La granulometrla d90 del portador de dioxido de titanio era inferior a 150 pm. La proporcion del portador de TiO2 referida a la masa total del relleno era del 5 % en masa.

Las proporciones de aluminio, carbono, silicio, titanio en el relleno se hallaban en los siguientes intervalos:

Aluminio, calculado como A^O3: Carbono:

Silicio, calculado como SiO2: Titanio, calculado como TiO2: Fe2O3:

Na2O + K2O:

Resto:

78 % en masa; 7,6 % en masa; 8,61 % en masa; 5 % en masa; 0,17 % en masa; 0,43 % en masa; 0,19 % en masa.

Seguidamente se procedio a mezclar el relleno.

El relleno correspondientemente preparado fue seguidamente sometido durante aproximadamente 6 horas bajo atmosfera reductora en un horno de arco electrico, al arco electrico, con lo cual se calento el relleno a temperaturas un tanto superiores a los 2.000 °C, y a partir del relleno se formo una masa fundida.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

La masa fundida fue seguidamente enfriada, con lo cual se obtuvo un producto de acuerdo con la invencion en la forma de un bloque de fusion.

Como fase principal, este producto mostro corindon (A2O3). Como otras fases, el producto de acuerdo con la invencion presento una fase MAX en forma de TiaSiC2 en una proporcion de 2% en masa como tambien las fases adicionales carburo de titanio (TiC) en una proporcion inferior al 2% en masa y carburo de silicio (SiC) en una proporcion inferior al 1% en masa. Otras fases en forma de fases de nitruro y de carburo, en especial tambien fases de SiCalON, se encontraban presentes en una proporcion inferior al 1% en masa como tambien aluminio metalico, silicio metalico, titanio metalico, hierro metalico as! como sus aleaciones en una proporcion conjunta inferior al 1% en masa. Ademas se encontraban presentes otras fases en una proporcion total inferior al 2% en masa.

El producto presento un peso especlfico de 3,8 g/cm3 y una porosidad abierta de 2,6% en volumen.

La totalidad de las indicaciones dadas en la presente relacionadas con peso especlfico y porosidad abierta fueron determinadas de acuerdo con la norma britanica British Standard BS 1902-3.16:1990. Al respecto, se determino la peso especlfico bajo una presion de mercurio de 0,52 psia (libra por Pulgada cuadrada). La porosidad abierta fue regulada bajo 0,52 psia y 33.000 psia.

En el producto, el corindon formaba una matriz continua, en la que estaban incluidas las otras fases en forma de islas aisladas entre si. En su conjunto el producto presentaba una estructura interna esencialmente isotropa, en la que las fases estaban distribuidas esencialmente de manera uniforme sobre la totalidad del volumen del producto.

En las figuras adjuntas se muestran vistas ampliadas sobre recortes efectuados en el producto.

En la Figura 1 se muestra un corte con una superficie de aproximadamente 1,2 mm x 0,9 mm. La tira en la parte inferior derecha corresponde a una longitud de 200 pm. En la Figura 1 puede reconocerse la matriz oscura 1 de corindon, en la que se hallan embebidas las otras fases representadas en la Figura 1 en forma de fases mas claras, como islas. En la Figura 1 una primera isla lleva la designacion A y una segunda isla la designacion B.

El recorte representado con A en la Figura 1 ha sido representado en forma ampliada en la Figura 2. El recorte de la Figura 2 corresponde a un tamano de aproximadamente 130 pm x 100 pm. La tira blanca en la parte inferior, en el centro de la imagen, corresponde una longitud de 10 pm. Puede reconocerse la matriz oscura 1 de corindon que lleva el numero de referencia 1. La fase MAX gris claro en forma de Ti3SiC2 lleva el numero de referencia 2, mientras que la fase en forma de TiC, que en comparacion con la fase MAX 2 presenta un color gris un tanto mas oscuro, ha sido caracterizado con el numero de referencia 3.

Otro recorte de la vista de acuerdo con la Figura 1 ha sido representado en la Figura 3. El recorte corresponde a un tamano de aproximadamente 65 pm x 50 pm. La tira blanca representada abajo en el centro de la Figura corresponde a una longitud de 10 pm. En la Figura 3 puede reconocerse la matriz de union 1, nuevamente oscura, en forme de corindon, en la que se hallan embebidas las fases mas claras a modo de islas. La isla representada en la Figura 3 presenta una fase MAX caracterizada con el numero de referencia 2, en forma de Ti3SiC2, con el aluminio, silicio y titanio metalicos, caracterizados con el numero de referencia 4, como tambien el carburo de silicio que lleva el numero de referencia 5. Como isla propia, el oxicarbonitruro de aluminio (Al28C6N6O21) incluido en la matriz 1 de corindon, ha sido caracterizado con el numero de referencia 6.

Para la utilizacion del producto refractario fabricado de acuerdo con el ejemplo de realizacion, como materia prima para la produccion de un producto refractario, se procede a granularlo, es decir, se lo prepara de manera tener un material granular. A tal efecto, el producto presente en forma de bloque de fusion es triturado en primera instancia mediante medios que son conocidos en el estado de la tecnica, de manera de obtener un material granular y seguidamente se lo pone a disposicion como materia prima fabricar un producto refractario.

Dado que durante la trituracion los poros del producto ofician como lugares teoricos de rotura, el peso especlfico y la porosidad abierta del material granular son distintos de los del bloque de fusion. Al respecto, el peso especlfico del material nodular tiende a ser mas grande que el peso especlfico del bloque de fusion, y la porosidad abierta del material granular tiende a ser mas pequena que la porosidad abierta del bloque de fusion.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1. Relleno para fabricar un producto refractario a basa de AI2O3, que comprende por lo menos una fase MAX en forma de Ti3SiC2, con las siguientes caracteristicas:

1.1 el relleno comprende uno o varios componentes, que comprenden aluminio, carbono, silicio y titanio;

1.2 las proporciones de aluminio, carbono, silicio y titanio en el relleno, que por medio de los componentes han sido aportados en el relleno, se hallan en los siguientes intervalos, en cada caso referido a la masa total del relleno:

1.2.1 aluminio, calculado como A^O3: del 10 al 97 % en masa;

1.2.2 carbono: del 1 al 30 % en masa;

1.2.3 silicio, calculado como SiO2: del 1 al 20 % en masa;

1.2.4 titanio, calculado como TiO2: del 1 al 50 % en masa.
2. Relleno de acuerdo con la reivindicacion 1, con un componente que comprende aluminio en forma de por lo menos uno de los siguientes componentes: corindon sinterizado, corindon de fusion, arcilla de aluminio calcinada, arcilla de aluminio tabular o bauxita.
3. Relleno de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, con un componente que comprende carbono en forma de por lo menos uno de los siguientes componentes: grafito, antracita, coque de petroleo u hollin.
4. Relleno de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, con un componente que comprende silicio en forma de por lo menos uno de los siguientes componentes: caolin, chamota, por lo menos una arcilla refractaria, por lo menos una materia prima que comprende mullita, cuarcita, arena cuarcitica o circon.
5. Relleno de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, con un componente que comprende titanio, en forma de rutilo.
6. Procedimiento para fabricar un producto refractario a base de A^O3, que comprende por lo menos una fase MAX en forma de Ti3SiC2, que comprende las siguientes etapas:
6.1 poner a disposicion un relleno de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores;
6.2 someter el relleno a una temperatura;
6.3 enfriar el relleno que ha sido tratado con temperatura.
7. Producto refractario a base de A^O3, que comprende por lo menos una fase MAX en forma de Ti3SiC2, que ha sido fabricado mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6 y que presenta al menos una de las siguientes fases en una masa total en el intervalo del 0,1 al 1 % en masa: aluminio metalico, silicio metalico, titanio metalico, hierro metalico o al menos una aleacion de al menos dos de estos metales.
8. Producto segun la reivindicacion 7, que presenta al menos una de las siguientes fases: al menos un carburo, al menos un oxicarburo, al menos un oxicarbonitruro o al menos un SiCAlON.
9. Producto segun al menos una de las reivindicaciones 7 a 8, en el que la microestructura esta formada por una matriz de A^O3, en la que esta incluida al menos una fase MAX.
10. Utilizacion del producto refractario de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 7 a 9, como materia prima para fabricar un producto refractario.