SiAlON: material cerámico para manipular aluminio fundido

SiAlON es el nombre que se le da a un conjunto de cerámicas basadas en los elementos silicio (Si), aluminio (Al), oxígeno (O) y nitrógeno (N) descubiertas a principios de los años 1970. Se trata de derivados de nitruro de silicio (Si3N4) en los que los enlaces Si–N se reemplazan en parte por enlaces Al–N y Al–O. Estas sustituciones descompensan las cargas, pero ello puede solucionarse agregando cationes metálicos mono-, di- y trivalentes como Li+, Mg2+, Ca2+, Y3+ y lantánidos de estado de oxidación +3. Sus estructuras son de tres tipos básicos, de simetrías trigonal, hexagonal y ortorrómbica.

Se producen mezclando nitruro de silicio, alúmina, nitruro de aluminio, sílice y el óxido de algún elemento de tierras raras como el itrio, todos en polvo. La mezcla se compacta y moldea y se densifica, típicamente mediante sinterización sin presión o prensado isostático en caliente.

Son materiales de baja expansión térmica, muy refractarios y con una gran resistencia a la humectación y a la corrosión por metales no ferrosos fundidos, por lo que en este sentido se comportan mejor que la alúmina (Al2O3) y otros materiales refractarios. Por esa razón, una de sus aplicaciones típicas es la manipulación de metales no ferrosos fundidos, como el aluminio y sus aleaciones. Por ejemplo, se fabrican de SiAlON los tubos por los que circulan estos metales en estado líquido a alta temperatura. También son buenas herramientas de corte en el conformado de metales (como en el mecanizado de hierro fundido frío), ya que son resistentes al desgaste.

En general, son muy útiles en la industria química y petroquímica porque son estables y tienen buena resistencia a la oxidación hasta por encima de 1000 °C.

Algunos SiAlON que contienen tierras raras son fotoluminiscentes. Por ejemplo, el β-SiAlON dopado con europio (II) absorbe en el espectro de luz ultravioleta y visible y produce una intensa emisión visible de banda ancha. Se usan por ello en la fabricación de LEDs.

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Fuente: Wikipedia. Imagen de cabecera: AZO Materials: Physical and Mechanical Properties of Syalon 101.