Mullita: Naturaleza de la fusión y rango de solución sólida

BOLSOC.ESP.CERAM.VIDR.
29 (1990) 3, 171-176
Mullita: Naturaleza de la fusión y rango de solución sólida
A. L. CAVALIERI *, P. PENA, S. DE AZA
Departamento de Cerámica. Instituto de Cerámica y Vidrio. CSIC
Arganda del Rey (Madrid - España)
RESUMEN.—Mullita: Naturaleza de la fusión y rango
de solución sólida.
ABSTRACT.—Mullite: Nature of the fusion and solid
solution range.
Se ha realizado una revisión crítica del sistema SiOjAI2O3 poniendo énfasis en la naturaleza (congruente o
incongruente) de la fusión de la mullita y en el rango de
soluciones sólidas de este compuesto. A la vista de los datos existentes en la literatura y de los últimos resultados
obtenidos por los autores, se propone un nuevo diagrama para la zona de la mullita en el sistema SÍO2-AI2O3.
A critical review of the SÍO2-AI2O3 system focused to
analyze the congruent or incongruent mullite fusion as
well as the solid solution range of this compound is made.
In view of the data reported in the literature and the
results obtained by the authors, a new diagram is propoused for the mullite region of this system.
1.
INTRODUCCIÓN
La mullita es la única fase cristalina estable en el sistema
SÍO2-AI2O3 a presión atmosférica normal (1). Su composición química estequiométrica corresponde a 3AI2O3 * 2SÍO2
y cristaliza en el sistema ortorrómbico, presentando soluciones sólidas con contenidos de alúmina que varían según
los diferentes autores.
Su estructura se puede considerar derivada de la sillimanita (AI2O3 • SÍO2) (2), sustituyendo aleatoriamente silicios
po| aluminios en posiciones tetraédricas y eliminando los átomos de oxígeno necesarios para compensar la disminución
de carga positiva. Dicha estructura no presenta planos preferenciales de deslizamiento y, en consecuencia, sus propiedades mecánicas, incluso a altas temperaturas, tal como han
puesto de manifiesto Dokko y Pask (3), exceden los valores citados en la literatura para todos los óxidos y óxidos
mixtos cerámicos (resistencia a comprensión > 400 MPa a
1.500°C). Esta propiedad, unida a su elevado punto de fusión ( > 1.840°C), su relativamente bajo coeficiente de dilatación (a=4,5 • 10-^C-'), su pequeña conductividad térmica (1-2 Wm-'K~0. su baja pérdida dieléctrica y su gran
resistencia al ataque por ácidos, hacen de la mullita un material de gran interés para aplicaciones en usos de alta tecnología.
Pese a la cantidad de estudios realizados sobre la mullita,
es aún materia de debate en la literatura científica (4-6) tanto
la naturaleza congruente o incongruente de su punto de fusión como la extensión de su rango de formación de soluciones sólidas. En el presente trabajo se realiza una revisión
crítica de los estudios publicados y a la vista de los mismos
y de los últimos resultados obtenidos por los presentes autores se propone un nuevo diagrama para la zona de la mullita
del sistema binario SÍO2-AI2O3.
* Dirección permanente en CETMIC-CONICET-CIC. La Plata (Provincia de Buenos Aires), Argentina.
Recibido el - -89 y aceptado el - 90.
MAYO-JUNIO, 1990
2. EL SISTEMA SÍO2-AI2O3
El primer diagrama SÍO2-AI2O3 donde la mullita se considera una fase estable ñie publicado por Bowen y Greig en
1924 (1), poniendo de manifiesto que dicho compuesto funde
incongruentemente a temperaturas mayores de 1.810°C y
no presenta soluciones sólidas. La primera mención sobre
la formación de soluciones sólidas de AI2O3 en mullita se
debe a Posnjak y Greig (7) en 1933 y fue corroborada posteriormente por Sosman (8) (1933), sugiriendo que la
AI2O3 entra en solución sólida en la red de mullita hasta un
límite del 75% de AI2O3. En 1950, Bauer y col. (9) sintetizaron monocristales de mullita mediante el método de Verneuil. Como por este método no es posible la obtención de
monocristales de compuestos con fusión incongruente, se comenzó a barajar la hipótesis de la fusión congruente de la
mullita. Así, en 1953, Toropov y Galakhov (10) publicaron un nuevo diagrama SÍO2-AI2O3 donde la mullita presenta una fusión congruente. En un trabajo posterior (1958)
no sólo indican que la mullita funde congruentemente, sino
que presenta un margen de formación de soluciones sólidas
que se extienden desde la relación Al203/Si02 = 3:2 hasta
la 2:1.
En 1960, Welch (11) publica un nuevo diagrama en el que
delimita la línea de liquidus del campo primario de la mullita utilizando la técnica de microscopía de alta temperatura
y determina los campos primarios y las soluciones sólidas
sobre muestras obtenidas por la técnica de templado de mezclas de alúmina y cuarzo. En su trabajo, pone de manifiesto
que la mullita en equilibrio con los líquidos ricos en sílice,
cambia su composición hacia contenidos de alúmina más elevados a medida que la temperatura aumenta, indicando que
la mullita con una composición del 75 % en peso de AI2O3
funde incongruentemente a 1.880°C.
Posteriormente, en 1962, Aramaki y Roy (12) publican
un nuevo diagrama donde se recogen los resultados de un
extenso estudio en el sistema SÍO2-AI2O3. Dichos autores
parten de composiciones preparadas por mezcla de a-Al203
171
A. L. CAVALIERI, P. PENA, S. DE AZA
y vidrio de silice de alta pureza ( < 0,2 % de impurezas totales). Para los tratamientos térmicos a alta temperatura (hasta 1.860°C) utilizan crisoles de Pt20Rh o Pt40Rh sellados
herméticamente, con 30-50 mg de muestra. Evitan la evaporación de sílice a las altas temperaturas de trabajo utilizando crisoles cerrados, siendo ésta la principal objeción que
ellos hicieron al trabajo de Bowen y Greig (1). Por otra parte, al usar óxidos como materiales de partida tratan de evitar la existencia de equilibrios metaestables. Después del enfriamiento brusco de las muestras, realizado en mercurio o
agua, analizan éstas por difracción de rayos X y microscopía óptica de luz transmitida, adoptando como método para
la identificación de las distintas fases criterios basados en
diferencias de color, forma e índice de refracción, que les
permitieron distinguir sin ambigüedad la mullita separada
del fundido por templado de la mullita primaria presente en
el equilibrio. Por medidas de parámetros de red, encontraron una solubilidad apreciable de AI2O3 en cristobalita pero no de sflice en corindón.
A partir de los resultados experimentales obtenidos, determinan que la mullita funde congruentemente a 1.850°C
y presenta un eutéctico con la alúmina localizado a 1.840°C
y 78% en peso de AI2O3. Igualmente determinan que la mullita muestra un rango de solución sólida desde el 71,8 al
74,3% en peso de AI2O3 (fig. 1). Dicha solución sólida se
extiende hasta el 77,3% en peso de AI2O3 en condiciones
metaestables. Es de resaltar que en sus experimentos a temperaturas hasta 1.850°C, no encuentran el campo primario
de la alúmina para composiciones con 71,8, 74,5 y 77,5%
en peso de AI2O3, a pesar de que dicho óxido estaba presente en las mezclas de partida. Sin embargo, siempre encontraron presente una muy pequeña cantidad de vidrio, aun
en composiciones con más del 71,8% en peso de AI2O3.
Atribuyen este hecho a la existencia de heterogeneidades locales en las mezclas o a reacciones incompletas.
En 1972, Davis y Pask (13) abordan nuevamente el estudio del sistema SÍO2-AI2O3 utilizando por primera vez la
técnica de pares de difusión para establecer el subsistema
Si02-mullita. Dicha técnica, utilizada en el estudio de sistemas metálicos, se basa en la asunción de que en un determinado rango de temperaturas la cinética del proceso está
controlada por difusión. En tal caso, las fases formadas en
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PESO
Fig. 1.—Diagrama de equilibrio de fases del sistema SÍO2-AI2OJ,
según Aramaki y Roy (12).
172
la interfase del par de difusión corresponden a sistemas en
equilibrio. Los pares de difusión utilizados por estos autores fueron: alúmina o mullita/sflice fundida o cristobalita o
vidrio de sflice con 15% en peso de AI2O3. Estos pares fueron tratados en crisoles de alúmina en aire en el rango de
temperaturas desde 1.550 hasta 1.800°C. En todos los ensayos emplearon una velocidad de enfriamiento cuidadosamente controlada y muy lenta (48-96 horas). Determinaron
los perfiles de concentración de Al en función de la distancia a la interfase en los pares de difusión por microsonda
electrónica, estableciendo el rango de soluciones sólidas de
la mullita en el par de difución zafiro-vidrio de sílice con
15% en peso de AI2O3 tratado a 1.700°C durante 11 días.
Los valores obtenidos, promedios de distintos perfiles extrapolados a las interfases, fueron 70,5% en peso de AI2O3
para la mullita en equilibrio con el vidrio y 73,5% en peso
de AI2O3 para la mullita en equilibrio con la alúmina. Los
mismos resultados se obtuvieron para los pares mullita/vidrio, poniendo de manifiesto que a las temperaturas estudiadas el mecanismo de difusión controla el proceso.
Por otro lado, los valores obtenidos están estrechamente
de acuerdo con los establecidos previamente por Aramaki
y Roy (12) (71,8 y 74,3% en peso de AI2O3). Además, al
igual que estos autores, Davis y Pask (13) no detectaron difusión de sflice en la alúmina en ninguno de sus experimentos. La curva de liquidus del campo primario de cristalización de la mullita resultó superponible con la establecida por
Aramaki y Roy (12).
En 1975, Aksay y Pask (14) extendieron el anterior estudio a temperaturas desde 1.800 hasta 2.000°C, utilizando
la misma técnica experimental de pares de difusión descrita
previamente por Davis y Pask (13). Estudiaron pares de difusión zafiro/sflice fundida y zafiro/vidrios de silicato de aluminio con 10,9, 22,8 y 42,2% en peso de AI2O3, tratándolos térmicamente en crisoles sellados de molibdeno en
atmósfera de helio estática. Por otro lado, realizaron experimentos de templado con el fin de obtener información adicional, partiendo de mezclas de sflice fundida y a"Al203
con proporciones variables de ésta desde 42,2 hasta 80% en
peso. Dichas muestras fueron tratadas a temperaturas entre
1.953-2.003°C durante tiempos de 15 a 30 minutos. Estudian los perfiles de concentración de Al en los pares de difusión y las microestructuras de las muestras obtenidas por
templado por microscopía electrónica de barrido. A partir
de los datos obtenidos establecen un diagrama en condiciones de equilibrio que consideran estables con una línea
de liquidus esencialmente igual a la de Bowen y Greig (1)
(fig. 2). En dicho diagrama la mullita presenta una fusión
incongruente a la temperatura de 1.828°C, donde el líquido
peritéctico en equilibrio con la alúmina coincide estrechamente con el valor dado por Bowen y Greig (1). Sin embargo, dichos autores (14) no pudieron determinar la presencia de alúmina en equilibrio con un líquido en ninguno
de los experimentos de templado realizados en composiciones con una relación Al203/Si02<3:2. Justifican la ausencia de AI2O3 en estas composiciones por la dificultad de nucleación de ésta en los vidrios de silicatos en los que no está
inicialmente presente la AI2O3 y por la similitud entre las
estructuras de los fundidos, con elevado contenido de alúmina, y la de la mullita. En base a estas consideraciones estiman que los experimentos que ponen de manifiesto que la
mullita funde congruentemente han sido establecidos en condiciones de metaestabilidad.
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mullita funde incongruentemente a 1.890°C con un peritéctico entre 76,5 y 77% en peso de AI2O3. Estos autores ponen de manifiesto que no encuentran dificultades para la nucleación de AI2O3 en composiciones con más del 75% en
peso de ésta y a temperaturas por encima del punto invariante.
3.
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Fig. 2.—Diagrama de equilibrio de fases del sistema Si02-Al20^,
según Aksay y Pask (14).
En 1983, Prochazka y Klug (15) obtuvieron materiales
monofásicos de mullita, densos y transparentes a la radiación infrarroja, utilizando alcóxidos como materia prima, en
el rango de composición del 72 al 76% en peso de AI2O3.
En experimentos adicionales pusieron de manifiesto que la
composición de la mullita varía apreciablemente hacia contenidos de AI2O3 más elevados a medida que se eleva la
temperatura, estableciendo que la composición de la mullita, que funde congruentemente a 1.905°C, tiene un contenido de AI2O3 del 76% en peso. Así pues, sugieren un
nuevo diagrama en el que el punto eutéctico mullita-alúmina
está situado al 77% en peso AI2O3 y a una temperatura de
1.880°C.
Posteriormente, Klug, Prochazka y Doremus (16) abordan nuevamente el problema de la mullita estudiando la zona alta en alúmina de la región comprendida entre el 72 y
el 76% en peso de AI2O3. Para ello, parten de composiciones obtenidas a partir de alcóxidos y emplean la técnica de
templado utilizando crisoles de rodio en atmósfera de oxígeno con una presión total de 1 atm, con el objeto de evitar
la volatilización de SÍO2 a temperaturas elevadas. Para estudiar las fases que coexisten y determinar la estequiometría de la mullita a las diferentes temperaturas de tratamiento y para las diversas composiciones analizadas, hacen uso
de las técnicas de microscopía óptica y electrónica, difracción de rayos X y microanálisis por dispersión de energías,
respectivamente. Estos autores establecen la zona alta en alúmina del diagrama SÍO2-AI2O3 (fig. 3) a pardr de los datos obtenidos. Como se puede apreciar en dicha figura, la
MAYO-JUNIO, 1990
SISTEMAS TERNARIOS DEL TIPO
SÍO2-AI2O3-OXIDO METÁLICO
Con objeto de clarificar la naturaleza de la fusión de la
mullita, diferentes investigadores a través del tiempo han
abordado el estudio de sistemas ternarios, donde uno de los
sistemas binarios es el sistema SÍO2-AI2O3, tratando de determinar más fácilmente la localización de la línea monovariante que separa los campos de cristalización primaria de
la mullita y de la alúmina. Este método tiene la ventaja de
que las temperaturas de trabajo están muy por debajo de las
correspondientes al sistema SÍO2-AI2O3 en la zona de fusión
de la mullita. Por otro lado, pequeñas variaciones de composición no suelen coincidir en los resultados experimentales a diferencia de los que ocurre en el sistema binario
SÍO2-AI2O3. De este modo, Galakhov (17) estudió once sistemas silicoaluminosos ternarios; Welch (18) trabajó en el
sistema Si02-Al203-CaO y, posteriormente, Aramaki y
Roy (19) estudiaron la zona alta en alúmina de los sistemas
Si02-Al203-CaO y Si02-Al203-MgO. Los resultados obtenidos por todos ellos concuerdan en localizar la composición
del punto invariante del subsistema mullita-alúmina entre 75
y 78% en peso de AI2O3. Se debe resaltar que los mencionados investigadores (17-19) llevaron a cabo su experimentación determinando únicamente los campos primarios de
cristalización de la mullita y de la alúmina. Tal método de
trabajo puede inducir a errores de interpretación en los resultados obtenidos, puesto que, para una composición dada,
la coexistencia de mullita y un líquido a una temperatura o
rango de temperaturas no es evidencia suficiente de que la
mullita sea la fase de cristalización primaria. En los sistemas ternarios ^estudiados, por los diferentes autores previamente citados, pueden tener lugar fenómenos de redisolución de alúmina a lo largo de la línea eutéctica binaria
mullita-alúmina como consecuencia de la curvatura de dicha línea o bien de la localización del punto invariante del
subsistema mullita-alúmina.
Para obviar tales problemas de interpretación los presentes autores (20) estudiaron secciones isopletales al 50 y 55%
en peso de AI2O3 en el sistema Si02-Al203-MgO a partir de
óxidos puros por el método de templado e igualmente establecieron los triángulos de conexión donde la alúmina y la
mullita coexisten con una fase líquida a 1.600 y 1.650°C.
A partir de sus resultados establecen la localización de la
línea eutéctica mullita-alúmina, poniendo de manifiesto claramente que el punto imvariante mullita-alúmina está situado al 78% en peso de AI2O3 (fig. 4).
4. TRABAJOS PREVIOS DE REVISION
Las divergencias que aún persisten en los resultados, han
conducido a diferentes investigadores a anilizar las causas
que las originan. Así, en 1987, Chaudhuri (5, 6), en una
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•/• EN PESO
Fig. 3.—Diagrama de equilibrio SÍO2-AI2O2 en la zona de la mullita, según Klug y cois. (16)
amplia revisión del sistema SÍO2-AI2O3 recopila y analiza
los diferentes factores que podrían influir tanto en la forma
de fusión de la mullita como en el rango de las soluciones
sólidas: pérdida de SÍO2 por vaporización a temperaturas
cercanas a la de fusión de la mullita ( > 1.750 °C); tipo de
contenedor metálico que puede causar vaporización de la sílice por reducción; impurezas de las materias primas de partida (sobre todo los álcalis); atmósfera del horno donde se
llevan a cabo los experimentos, que a bajas presiones parciales de oxígeno, puede descomponer la mullita para liberar alúmina, así como las velocidades de calentamiento y enfriamiento que pueden afectar a la naturaleza del equilibrio.
Recientemente, Pask atribuye, en sus dos trabajos de
revisión (4, 21), la forma de fusión de la mullita a condiciones de estabilidad o metaestabilidad, expresando que
probablemente todos los diagramas publicados son experimentalmente correctos y que sus diferencias pueden justificarse sobre la base de la estabilidad termodinámica. Así pues,
considera que la solución del problema sería identificar qué
hechos son estables o metaestables. Como conclusión establece que el sistema SÍO2-AI2O3 propuesto por ^ksay y
Pask (14), donde se muestra que la mullita funde incongruentemente, es el sistema termodinámicamente estable en presencia de núcleos de a-Al203, concluyendo en consecuencia que el sistema SÍO2-AI2O3, que muestra una fusión
congruente para la mullita, es un sistema metaestable en
ausencia de tales núcleos.
Por último, Roth y cois. (22), en una reciente recopilación, muestran que, desde un punto de vista teórico y con
cambios mínimos en los datos termodinámicos de la mulli174
ta, pueden reproducirse tanto un diagrama que muestre una
fusión peritéctica de la mullita como otro que muestre una
fusión de tipo congruente.
5. CONSIDERACIONES FINALES
En los apartados anteriores se han expuesto las condiciones experimentales y conclusiones de las investigaciones llevadas a cabo en el sistema SÍO2-AI2O3 y en sistemas ternarios del tipo Si02-Al203-óxido metálico que se han
considerado más relevantes dentro de la abundante literatura científica y cuya discusión crítica se aborda en un nuevo
intento de contribuir a aclarar los dos puntos fundamentales
de desacuerdo: la forma de fusión de la mullita (congruente
o incongruente) y la extensión del rango de formación de
soluciones sólidas.
Teniendo en cuenta lo expuesto, debe hacerse notar en primer lugar que la experimentación realizada por Aramaki y
Roy (12) en el sistema SÍO2-AI2O3 no sólo es abundante en
cuanto a las composiciones y temperaturas estudiadas, sino
que parece correcta en cuanto que los materiales de partida
fueron óxidos de alta pureza, se evitó la volatilización de
sílice, se identificaron inequívocamente las fases, distinguiendo siempre la mullita primaria de la recristal izada a partir
de los fundidos. Prueba de esto, es que los investigadores
posteriores, aun los que obtuvieron resultados opuestos, no
pudieron hacer ninguna crítica a la experimentación de este
trabajo citado y analizado sin excepción y repetidamente por
todos ellos.
BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. YOL. 29 - NUM. 3
Mullita: Naturaleza de la fusión y rango de solución sólida
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7o EN PESO
Fig. 4.—Diagrama de equilibrio del sistema Al20^-Si02-MgO,
según Cavalieri y cois. (20).
Por otra parte, los trabajos realizados por Pask y colaboradores (13, 14) empleando pares de difusión, aunque parecen correctos en los métodos de medida, pueden inducir
a errores apreciables de interpretación dependiendo de que
la difusión sea o no el mecanismo que controle el proceso.
Así, si bien a bajas temperaturas (< 1.800°C), donde la mullita se forma en la interfase de los pares de difusión, parece
que los resultados obtenidos confirman que la difusión es
el mecanismo que controla el proceso, y así sus resultados
concuerdan estrechamente con los de Aramaki-Roy (12), sin
embargo, a temperaturas por encima de la de fusión de la
mullita parece inducirse que es la velocidad de disolución
de la AI2O3 en el fundido de silicato, la etapa controlante
del proceso frente a la de difusión. Este hecho justificaría
que los valores calculados para los líquidos en equilibrio metaestable con la AI2O3 estén muy alejados de los correspondientes al equilibrio termodinámico. En consecuencia, se explicaría así que todos los intentos para nuclear alúmina en
la zona de composiciones del 55 al 72% en peso de AI2O3
no tuvieran éxito.
En el trabajo de Klug y cois. (16) realizado a partir de
geles, parece ponerse claramente de manifiesto que la composicón de la mullita, que funde incongruentemente a
1.890°C según estos autores, corresponde a la relación
AI2O3/SÍO2 igual a 2:1. Esta composición coincide con la
que presentan los monocristales de mullita obtenidos por los
métodos de Verneuil (9) y Czochralski (23). Sin embargo,
es imposible justificar la obtención de monocristales por dichos métodos con la fusión incongruente de la mullita propuesta por Klug y cois. (16), a menos que la mullita funda
congruentemente y que la composición 2:1 corresponda a
la de la mullita a la temperatura del punto invariante eutéctico mullita-alúmina.
Igualmente, en el citado trabajo, se muestra que, a mediMAYO-JUNIO, 1990
da que se eleva la temperatura, se produce un cambio muy
acusado en la composición de la mullita, en equilibrio con
los líquidos ricos en sñice, hacia contenidos de alúmina más
elevados que los correspondientes a la relación 3:2, llegando a alcanzar la relación 2:1 para la composición correspondiente a la temperatura del punto invariante. Dichos cambios de composición no fueron establecidos, sin embargo,
mediante medidas microanalíticas, sino que fueron calculados a partir de criterios subjetivos de aparición de líquidos
en las muestras y teniendo en cuenta la composición de aquéllos, a las diferentes temperaturas de los ensayos, según los
datos deducidos de los diagramas de Aramaki y Roy (12)
y Davis y Pask (13). Tal criterio puede inducir a errores
de interpretación debido no sólo a fenómenos de desequilibrio local de la composición, sino igualmente al efecto de
las pequeñas cantidades de impurezas, presentes en los ma^
teriales de partida. Esto podría justificar que los valores de
alúmina en la mullita en equilibrio con los líquidos ricos en
sñice estuviesen más de acuerdo con aquellos dados por Aramaki y Roy (12) (71,8% en peso de AI2O3 a 1.750°C) y
confirmados por Davis y Pask (13) (70,5% en peso de
AI2O3 a 1.750°C), así como con los de Aksay y Pask (14)
(74% en peso de AI2O3 a 1.813°C). Por otro lado, tal como se deduce de los resultados de Aramaki y Roy (12), los
cálculos de la composición de la mullita realizados por Klug
y cois. (16), a partir de las variaciones de los parámetros
de red en función de los contenidos de alúmina, no pueden
tomarse como fiables, ya que, según Aramaki y Roy (12),
los cambios en los parámetros de red debidos a las variaciones de la relación AI2O3/SÍO2 desde 3:2 a 2:1 son del mismo orden de magnitud que los que se producen en una mullita de composición definida por efecto de la temperatura,
probablemente debido a fenómenos de orden-desorden a temperaturas elevadas.
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Fig. 5.—Diagrama de equilibrio para la zona de la mullita,
propuesto por los presentes autores.
175
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Finalmente, del análisis de los resultados obtenidos por
diversos autores (17-19) en el estudio de sistemas ternarios
del tipo Si02-Al203-óxido metálico, y fundamentalmente de
los resultados del trabajo llevado a cabo por los presentes
autores (20) en el sistema Si02-Al203-MgO se puede afirmar que la composición del punto invariante del subsistema
muUita-alúmina, independientemente de su naturaleza, está
próxima al 78% en peso de dúmina. Por otra parte, dicho
valor está estrechamente de acuerdo con los dados por Aramaki y Roy (12) y por Klug y cois. (16) en el estudio del
sistema SÍO2-AI2O3. En consecuencia se puede afirmar que
la localización del punto invariante del subsistema mullitaalúmina, al 55% en peso de AI2O3 propuesta por Bowen y
Greig (1) y por Aksay y Pask (14) es incorrecta.
En definitiva, teniendo en cuenta todos los resultados expuestos y el análisis crítico de los mismos, puede sugerirse
que la región de la mullita en el diagrama SÍO2-AI2O3 debe
corresponderse estrechamente con el sistema propuesto en
la figura 5.
Este diagrama está muy de acuerdo con los resultados obtenidos por Aramaki y Roy (12) y expuestos en la figura 1,
diferenciándose fundamentalmente en la composición de la
mullita en equilibrio con la alúmina y el líquido eutéctico
a la temperatura del punto invariante. Dicha composición
debe corresponder a la relación AI2O3/SÍO2 2:1 tal como
han puesto de manifiesto claramente Klug y cois. (16) y que
explicaría la obtención de monocristales de mullita con dicha composición.
Finalmente, parece posible situar la composición de la mullita que funde congruentemente a aproximadamente el 74%
en peso de AI2O3 tal como se deriva de los resultados de
Aksay y Pask (14)al.813°C. Igualmente, las composiciones de la mullita en equilibrio con líquidos ricos en sílice
parece estar entre el 71,8 y el 70,5% en peso de AI2O3, según Aramaki y Roy (12)y Davis y Pask (13), y únicamente a temperaturas próximas a la de fusión (1.850±50°C),
dicha composición varía significativamente hasta alcanzar el
valor del 74% en peso de AI2O3.
Este trabajo ha sido subvencionado por la CICYT, proyecto MAT88-0182. La doctora Ana Lía Cavalieri agradece
al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de la República Argentina la concesión de una beca.
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