ES2337402T3 - Procedimiento de fabricacion de un material ceramico poroso y material asi obtenido. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de fabricación de un material cerámico refractario poroso, caracterizado porque, este procedimiento comprende las etapas siguientes: - mezclar en una suspensión acuosa de polvos cerámicos, un hidróxido de un metal refractario, como por ejemplo el hidróxido de aluminio, de magnesio o de circonio, y un agente dispersante; - añadir un agente orgánico granular como agente porógeno; - añadir un agente espumante; - someter la mezcla con los componentes antedichos, a una agitación mecánica para obtener una espuma cerámica; - estabilizar la espuma cerámica así obtenida mediante la ayuda de un agente estabilizante; - vaciar la espuma cerámica estabilizada en un molde; - someter esta espuma cerámica estabilizada a un tratamiento en estufa con el fin de eliminar por lo menos una parte del agua presente; y - someter esta espuma a un tratamiento a alta temperatura.

Description

Procedimiento de fabricación de un material cerámico poroso y material así obtenido.

La presente invención tiene por objeto un procedimiento de fabricación de materiales refractarios ligeros de porosidad multimodal. La estructura porosa de dichos materiales obtenidos según la invención, caracterizada por un reparto homogéneo de poros y tamaños de poros regulables, les permite ser utilizados eficazmente para la filtración. Las características mecánicas y térmicas de los materiales refractarios obtenidos según la invención, en particular una buena resistencia a la compresión y una débil conductividad térmica, los hacen muy atractivos para ser utilizados a alta temperatura para el aislamiento térmico o el montaje de estructuras.

Las cerámicas porosas se utilizan en diferentes aplicaciones industriales, como por ejemplo, filtros para líquidos o gases, como soportes catalíticos o también como aislantes térmicos a alta temperatura. Las características microestructurales de estos materiales, en términos de volumen poroso y del tamaño de los poros, permite identificar su dominio de aplicación. Por ejemplo, para las espumas cerámicas cuyos poros abiertos están interconectados, la filtración parece lo más adecuado. Cuando la porosidad es cerrada, con tamaños de poros micrométricos, estas espumas cerámicas serán por si mismas, adaptables al aislamiento térmico a alta temperatura.

Los métodos que permiten generar la porosidad en el seno de un material cerámico son numerosos. Entre estos métodos, el fritado parcial permite retener la porosidad en el seno del material, al escoger y ajustar la composición de las primeras materias, la temperatura del fritado, y las condiciones de cocción. Este método desarrolla generalmente tamaños de poros inferiores al micrómetro. Otro método consiste en utilizar aditivos (blowing agent) ("agente de soplado"), los cuales con el tratamiento térmico se descomponen liberando burbujas de gas. Estos materiales se caracterizan por producir una microestructura porosa heterogénea constituida por poros de tamaño y forma aleatorios. Además, estos materiales poseen propiedades mecánicas relativamente débiles, que reducen por lo tanto, su campo de aplicación.

El volumen poroso puede igualmente ser inducido por la calcinación de agentes combustibles como bolas de poliestireno, serrín de madera, gránulos de almidón, o partículas de cock de petróleo que son dispersadas en la masa cerámica. Este procedimiento de "burn out" ("destruir quemando") está bien extendido en la fabricación de materiales refractarios ligeros utilizados para el aislamiento térmico. Este método, sin embargo, no es interesante más que para la fabricación de materiales cuya porosidad alcanza un máximo del 60%.

Entre los materiales porosos de baja densidad se pueden citar también los llamados de "estructura abierta" o bien los del tipo "mil hojas". Se trata más particularmente de arcillas hidratadas del grupo de los silicatos, como la vermiculita o la perlita, las cuales bajo la acción del calor (> 600ºC) tienen la propiedad de aumentar considerablemente el volumen al aprisionar aire entre sus partículas lamilares.

Los materiales microporosos son aquellos materiales que responden también perfectamente a requisitos térmicos, reduciendo las transferencias de calor de los diferentes modos de propagación. Están constituidos por partículas nanométricas y poseen un volumen poroso superior al 90%. Su gran resistencia a la propagación del calor se explica por el tamaño nanométrico de los poros (<100 nm), inferior al trayecto medio de las moléculas de aire, lo cual disminuye en gran manera la transferencia de calor por convección. Las características de estos dos tipos de materiales hacen de ellos unos excelentes candidatos para el aislamiento térmico. Sin embargo, la temperatura límite de utilización de estos materiales es relativamente débil, inferior a 1100ºC.

Otros materiales de baja densidad se obtienen a partir de las fibras cerámicas. Estos materiales poseen características notables, en términos de densidad, porosidad, conductividad térmica, que hacen de los mismos los mejores candidatos al aislamiento térmico a alta temperatura (> 1600ºC). Desgraciadamente, las fibras cerámicas refractarias están sujetas a una reglamentación que las clasifica en la categoría 2 de los materiales potencialmente peligrosos y cancerígenos. Por este motivo, se investigan en la actualidad soluciones alternativas para paliar estos problemas de toxicidad.

Las espumas cerámicas experimentan hoy en día un desarrollo considerable por el hecho de la expansión de las aplicaciones que se prevén para estos materiales. Se utilizan en gran manera para la filtración de líquidos y gases, y a veces para el aislamiento térmico a alta temperatura en substitución de los productos fibrosos. El método más clásicamente utilizado para la fabricación de estas espumas consiste en impregnar un polímero espuma, generalmente de poliuretano, con una suspensión cerámica, secar la espuma para eliminar el disolvente, tratarla térmicamente para eliminar el polímero, y finalmente, consolidar la réplica cerámica por fritado a alta temperatura. El resultado de este método es una cerámica de fuerte porosidad abierta interconectada con tamaños de poros generalmente superiores a 100 \mum. Otro método de fabricación de una espuma cerámica consiste en incorporar a la suspensión cerámica, polvo metálico de aluminio, el cual al reaccionar con un compuesto alcalino como por ejemplo la cal, genera hidrógeno que tiene por efecto la expansión del cuerpo crudo. Sin embargo, estos materiales padecen de un mal comportamiento mecánico, tanto antes como después del tratamiento térmico.

El procedimiento de "gelcasting" ("vaciado en forma de gel") se ha desarrollado también para la fabricación de espumas cerámicas aprovechando que es posible una gran gama de porosidades. En esta técnica, una suspensión cerámica que contiene un polímero y un agente reticulante, se mezcla con aire por agitación mecánica en presencia de un agente espumante. Esta espuma se consolida a continuación mediante polimerización bajo condiciones particulares. En la solicitud de patente US 2005/0200055, la invención conduce a la fabricación de una pieza cerámica porosa a partir de la polimerización de una espuma cerámica previamente formada por agitación de una suspensión cerámica en presencia de un agente espumante, mediante una resina epoxi como agente principal y una amina como agente reticulante. Este procedimiento tiene sin embargo el inconveniente de polimerizar la espuma cerámica por tratamiento térmico después de que haya sido vaciada al interior de un molde. En la solicitud de patente US 2005/0207928, a la inversa del método precedente, la estructura cerámica se consolida primeramente mediante la gelificación del polímero, en particular el alcohol polivinílico. El gel así obtenido se mezcla con aire a continuación haciendo que se forme espuma mediante la producción del vapor resultante de la ebullición del n-hexano a 80ºC. Cuando la espuma se produce antes de la etapa de gelificación, puede en parte desaparecer por coalescencia de las burbujas, con lo cual es difícil lograr tasas importantes de porosidad. Este procedimiento tiene las desventajas de necesitar ciertas etapas de fabricación en las que es preciso tomar precauciones especiales, en particular, anticipar el efecto del espumado en el molde de forma deseada, o bien rectificar mediante mecanizado de la masa expandida, a las medidas deseadas.

Según la lectura de lo que precede, la técnica anterior en el ámbito de los materiales porosos, enseña así pues principalmente, los métodos relativos a la manera de generar la porosidad. Pero sin embargo, hasta el día de hoy, pocos estudios se han efectuado con respecto al control del tamaño, a la forma de los poros así como a su distribución en el seno de la microestructura.

En la patente US 3.950.175, la porosidad se obtiene después de la descomposición o/y la transformación térmica de ciertas arcillas, como la pirofilita, la cianita o también el cuarzo, los cuales se añaden a la mezcla para formar después del fritado la cordierita porosa. Los inventores se han dedicado a controlar la distribución por tamaño de los poros en favor de aquellos poros de diámetro superior a 10 micrómetros, a los que han llamado de "porosidad grosera". Aunque este método hace variar el tamaño de los poros con la naturaleza de la arcilla, este método no permite alcanzar porosidades superiores al 45% en volumen. Además, la cerámica obtenida a base de estas arcillas, en particular la cordierita, está limitada a aplicaciones a temperaturas medias, en todo caso inferiores a 1350ºC.

En la solicitud de patente US 2002/0043734, se describe la fabricación de una cerámica porosa a partir de la descomposición térmica de un hidróxido de aluminio. Las características microestructurales y mecánicas de dicho material se controlan a condición de mantenerse a temperaturas de fritado que no permiten, o en todo caso de manera parcial, la transformación de la fase \theta-Al_{2}O_{3} a la fase \alpha-Al_{2}O_{3}. Para esta finalidad los inventores utilizan adiciones de zirconio, las cuales retrasan esta transformación de fase, y permiten mantener una superficie específica relativamente importante en el seno del material. La porosidad total alcanza un máximo del 60%, para los tamaños de poro de 10 a 200 nm, y una superficie específica de 29,53 m^{2}/g. Una variación de estas características se ha observado con el aumento de la temperatura de fritado, en beneficio del comportamiento mecánico de la cerámica, pero en contra de las propiedades microestructurales deseadas. Además, el campo de aplicación de dicha cerámica queda limitada a la filtración o a la catálisis, en donde los límites de temperatura de utilización y las exigencias mecánicas son menos apremiantes.

El documento EP 0425139 describe un procedimiento de fabricación de un material cerámico refractario poroso, con el cual se mezclan en suspensión acuosa, polvos cerámicos, un agente dispersante, un agente orgánico en gránulos, en particular el "styrofoam" ("espuma de estireno"), como agente porógeno y un agente espumante. Esta mezcla se somete a una agitación mecánica para obtener una espuma cerámica. Seguidamente, esta espuma cerámica se estabiliza mediante la adición de un agente estabilizante y se vacía en un molde. La espuma se somete a un tratamiento en estufa con el fin de eliminar el agua presente, y se somete a un tratamiento a alta temperatura.

Además de las características microestructurales buscadas generalmente en una cerámica porosa, la utilización de esta última no podrá hacerse de manera óptima más que si posee unas propiedades mecánicas aceptables. Según la lectura del estado de la técnica en este ámbito, un compromiso entre estos dos criterios contradictorios está hoy en día todavía por conseguir, en tanto la demanda en cerámicas de porosidad alta (> 90%) es apremiante. El control de la microestructura de dicho producto, en términos de porosidad, distribución y tamaño de los poros, y de sus propiedades mecánicas constituye por lo tanto un reto a conseguir. Se hace notar igualmente, que al día de hoy, ninguna solución es plenamente satisfactoria para una utilización a alta temperatura, en particular a una temperatura máxima de utilización en continuo de por lo menos 1300ºC. Un producto que reagrupara los criterios ya mencionados tendría entonces las características y ventajas siguientes:

- una ligereza a consecuencia de un volumen poroso elevado, sobrepasando notablemente un 80%;

- una distribución controlada del tamaño de los poros;

- un producto ligero, con una densidad inferior a 1;

- un poder refractante notablemente elevado, con una temperatura límite de utilización en continuo superior a 1300ºC;

- un poder aislante elevado, notablemente con una conductividad térmica medida a 1100ºC, inferior a 0,4 W/m.K;

- una resistencia suficiente al aplastamiento en frío, notablemente superior a 4MPa;

- una diversidad y facilidad de empleo por vaciado, para piezas de formas variadas;

La presente invención tiene pues por finalidad, remediar los inconvenientes más arriba mencionados, proponiendo un método de fabricación de materiales cerámicos refractarios, de porosidad elevada y de tipo multimodal, y los materiales así obtenidos, reagrupando lo mejor posible las ventajas arriba mencionadas. La originalidad de la invención reside en la asociación ventajosa de varias técnicas de generación de poros que serán explicitadas más adelante.

Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar a un material cerámico elaborado según dicho método de fabricación, las características de ligereza necesarias a ciertas aplicaciones industriales.

El método de la presente invención permite notablemente el proporcionar un material refractario con una muy alta porosidad, destinado al aislamiento térmico y capaz de resistir una temperatura de utilización en continuo de por lo menos 1500ºC.

Con este propósito, la presente invención proporciona un procedimiento de fabricación de materiales refractarios de porosidad elevada y del tipo multimodal, el cual comprende ventajosamente las siguientes etapas:

(a) preparación de una suspensión cerámica a partir de una mezcla de polvos cerámicos, de un precursor inorgánico, formado por un hidróxido de un metal refractario, como por ejemplo, el hidróxido de aluminio, de magnesio o de zirconio y de un agente de dispersión de las partículas cerámicas;

(b) adición a dicha suspensión de un agente orgánico natural granulado, el cual actuará por un lado como ligante, dando rigidez a la estructura y, por otra parte, como agente porógeno;

(c) adición a dicha suspensión de un agente tensioactivo utilizado como agente espumante, y agitación mecánica de la mezcla, de manera que se obtenga una espuma;

(d) estabilización de la espuma cerámica mediante la adición de un agente estabilizante apropiado;

(e) vaciado en un molde de dicha espuma cerámica así obtenida;

(f) gelificación del agente orgánico natural en el seno de esta suspensión de manera que se obtenga una masa rígida;

(g) tratamiento térmico mediante el atemperado de la espuma cerámica para eliminar el agua residual y los fragmentos de descomposición del agente orgánico natural, seguidamente tratamiento a alta temperatura para efectuar la consolidación de la pieza mediante fritado de las materias cerámicas.

Los detalles técnicos y diferentes ventajas de la presente invención se deducirán de la descripción que se da a continuación, a título de ejemplo no limitativo, de algunas formas de realización particulares del procedimiento según la invención, con referencias a los dibujos del anexo.

La figura 1 muestra la microestructura del artículo poroso fabricado según una forma del procedimiento que se detalla más adelante en el ejemplo 1.

La figura 2 muestra la distribución de los poros por tamaño, para el artículo poroso fabricado según una forma del procedimiento que se detalla en el ejemplo 1.

La figura 3 muestra la microestructura del artículo poroso fabricado según una forma del procedimiento que se detalla en el ejemplo 2.

La figura 4 muestra la repartición en tamaño de poros para el artículo poroso fabricado según una forma del procedimiento que se detalla en el ejemplo 2.

La figura 5 muestra las densidades de los artículos fabricados según una forma del procedimiento que se detalla en el ejemplo 2, y tratados a 110ºC y a 1550ºC.

La figura 6 muestra las porosidades aparentes de los artículos fabricados según una forma del procedimiento que se detalla en el ejemplo 2, y tratados a 1550ºC.

La figura 7 muestra la microestructura del artículo fabricado según una forma del procedimiento que se detalla en el ejemplo 3.

La figura 8 muestra la distribución en tamaño de los poros para el artículo fabricado según una forma del procedimiento que se detalla en el ejemplo 3.

Una de las ventajas del método de fabricación proporcionado por la presente invención es que se procede por etapas de elaboración que son relativamente sencillas, flexibles, fáciles de realizar y aplicables a diferentes materias cerámicas. Otra ventaja de la presente invención reside en el aspecto ecológico del método de fabricación, el cual incorpora sub-productos de la industria. Además, se trata de un método de fabricación que tiene el mérito de ser rentable desde el punto de vista económico, en comparación con otros métodos de producción de materiales porosos.

Etapa (a)

Según la invención, dicha suspensión cerámica preparada en la etapa (a) se obtiene a partir de polvos cerámicos que se escogen de manera no limitativa, entre la alúmina, la sílice, la magnesia, la zirconia, o también entre los aluminosilicatos.

En un modo preferido de realización, dicho polvo cerámico se escoge entre la alúmina y la sílice, de preferencia la alúmina.

El diámetro máximo de las partículas cerámicas utilizadas en la invención no está particularmente limitado, pero de preferencia no debería sobrepasar los 150 micrómetros.

De una manera apropiada y ventajosa, dicho polvo cerámico utilizado en la invención debería contener varias fracciones granulométricas bien diferenciadas.

En efecto, al trabajar en la realización de objetos porosos a partir de dicho polvo cerámico, nos hemos apercibido que la fracción granulométrica más grosera podría servir de carga granular a la estructura cerámica y así ralentizar la contracción de la pieza cuando se efectúa el fritado a alta temperatura. De esta manera, es posible entonces controlar las dimensiones de las piezas y el tipo de microestructura deseado, preservando la porosidad.

En una modalidad ventajosa de realización, la suspensión cerámica se elabora a partir de por lo menos dos clases granulométricas de dicho polvo cerámico, con una relación entre la fracción más grosera de dicho polvo cerámico y la fracción más fina que debería estar comprendida por lo menos entre 0,2 y 0,5, de preferencia 0,4.

En una forma de realización muy interesante del procedimiento según la invención, el polvo cerámico utilizado es una alúmina de alta pureza, mayor del 99,7% en masa de Al_{2}O_{3}, y se presenta bajo dos formas A1 y A2 particularmente interesantes según la invención. El polvo A1 es una alúmina reactiva que posee una distribución granulométrica monomodal que se extiende de 0,1 a 4 \mum, con un tamaño medio de granos de 0,4 \mum. Su superficie específica es de 8 m^{2}/g y su densidad absoluta es de 3,98. La otra forma A2 de la alúmina es una alúmina calcinada cuya distribución granulométrica es bimodal y va de 0,2 a 40 \mum con un tamaño medio de los granos de 2,57 \mum, una primera población centrada alrededor de los 0,45 \mum y una segunda población centrada alrededor de los 4,5 \mum. Su superficie específica es de 2,54 m^{2}/g y su densidad absoluta es de 3,97.

Se entiende por alúmina "reactiva", un polvo cerámico cuyo fritado por tratamiento térmico proporciona una cerámica muy densa como resultado de una gran finura de grano y la formación de una gran superficie específica.

Se entiende por alúmina "calcinada", un polvo cerámico más grosero que resulta de la descomposición térmica de los hidróxidos de aluminio de la alúmina \alpha-Al_{2}O_{3} cuando se efectúa un tratamiento térmico a 1250ºC.

De preferencia, se utiliza un agente dispersante de tipo polielectrolito para la dispersión de las partículas en el seno de la suspensión cerámica antes mencionada. Se trata de un compuesto exento de sosa Na_{2}O que contiene sales de poliacrilato de amonio. Este agente dispersante tiene la ventaja de poder trabajar en una gama de pH relativamente neutro, comprendido entre 7 y 9, de preferencia 8. De esta manera, una ventaja de la presente invención reside en una desfloculación óptima de las partículas cerámicas gracias a este agente activo, sin necesidad de añadir un ácido cualquiera.

De manera interesante, dicha suspensión cerámica se mezcla con un polvo de hidróxido de aluminio particular de la invención. Este polvo de hidróxido de aluminio proporciona una materia base, que genera una porosidad muy fina en el seno del producto acabado, como se detalla más adelante en el ejemplo 1.

El hidróxido de aluminio utilizado en la presente invención proviene de preferencia, de un subproducto de la industria del aluminio. Se trata en este caso de un polvo, con la referencia HA que contiene un 55% en masa, de fase amorfa y un 45% en masa, de fases cristalizadas, que son la bayerita Al(OH)_{3}, con un 15% en masa, y la boehmita \gamma-AlOOH con un 30% en masa. Su densidad absoluta es de 2,53 y su distribución granulométrica varía alrededor de los 17 \mum. La deshidratación de este compuesto cuando se efectúa el tratamiento térmico, se asocia a una pérdida de masa de aproximadamente un 28%, a 600ºC, y con una contracción volumétrica de aproximadamente un 30%, lo cual genera la porosidad.

Este hidróxido de aluminio, específico de la presente invención, sirve igualmente de ligante para la fabricación del material poroso. En efecto, combinándose con el agua se crean enlaces fisicoquímicos asociados a la fase amorfa presente en este componente que son bastante fuertes para provocar el endurecimiento de la suspensión cerámica cuando la misma se expone a una temperatura comprendida entre 30 y 60ºC, de preferencia 50ºC.

Un aspecto innovador de la tecnología según la invención reside pues en la utilización ventajosa de este constituyente utilizado a la vez como ligante y como agente porógeno.

Además, se trata de un desperdicio de la industria cuya reutilización se comprueba que es ventajosa según la invención y potencialmente interesante desde el punto de vista económico.

Más particularmente, dicha suspensión cerámica que se utiliza en la fabricación de material poroso, se compone de:

- 62 a 70% en masa de dicho polvo cerámico

- 3 a 7% en masa de dicho hidróxido de aluminio específico de la presente invención

- 27 a 31% en masa de un agua desmineralizada que contiene un agente dispersante de tipo polielectrolito en la proporción 1:100.

La figura 1 muestra el tipo de estructura porosa obtenida para las piezas cerámicas realizadas a partir de la técnica como ha sido descrita más arriba, después del tratamiento térmico a 1550ºC durante 4 horas. Estas piezas cerámicas se caracterizan por una microestructura cohesiva que consiste en aglomerados de alúmina alfa y en una porosidad intergranular de tipo vermicular. La utilización de una tal suspensión cerámica en esta forma de realización particular, según la invención, permite esperar una pieza cerámica de una porosidad aparente de por lo menos un 36%, como se detalla más adelante en el ejemplo 1.

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Etapa (b)

El método de fabricación según la invención comprende pues, la elaboración de una suspensión cerámica en la etapa (a) como se ha descrito más arriba, a la cual se añade un agente porógeno en la etapa (b). Cuando se efectúa el tratamiento térmico, entonces este último se calcina, la porosidad residual corresponde entonces sensiblemente al tamaño y la forma de las partículas de partida.

Entre los agentes porógenos bien conocidos en el estado actual de la técnica, deben citarse más particularmente los cokes de petróleo, las bolas de PMMA (polimetilmetacrilato), el serrín de madera y los almidones.

En un modo de realización ventajoso, el agente porógeno escogido en la presente invención es un almidón de trigo natural o un almidón químicamente modificado. Este presenta una pérdida por desecación a 110ºC del 11,8%. Su masa volumétrica aparente es de 1,51 g/cm^{3}, y el tamaño medio de sus partículas es de 12 \mum. Su descomposición térmica se caracteriza por una pérdida de masa brutal alrededor del 80% a 300ºC, la cual se continúa hasta los 500ºC con formación de carbón residual.

Las propiedades del almidón descritas a continuación se aprovechan para la fabricación de piezas porosas. Este almidón es insoluble en agua hasta una temperatura de alrededor de 50ºC. Más allá de esta temperatura principalmente entre 50 y 80ºC, los enlaces intermoleculares se refuerzan, y los granos de almidón experimentan un rápido e irreversible hinchamiento por hidratación. Esto último tiene entonces como consecuencia que la estructura se vuelve rígida, bloqueando entre los granos de almidón el esqueleto granular hecho de partículas cerámicas. Después del tratamiento por temperatura, el cual ocasiona la pirólisis del almidón, y después del fritado de la pieza, la porosidad residual con los tamaños de los poros alrededor de los 10 \mum se asocia a la cantidad de almidón incorporado, y corresponde a la forma y tamaño de las partículas de almidón alcanzados en el proceso de consolidación.

Una ventaja de este agente porógeno reside pues en sus propiedades gelificantes apropiadas al procedimiento según la invención, lo cual evita la adición de otro ligante orgánico del tipo polivinilalcohol (PVA) u otra resina polímera, como es generalmente el caso en las otras técnicas.

Otro aspecto ventajoso de este componente porógeno según la invención, es que se trata de un polímero natural que por lo tanto es más ecológico y poco costoso en comparación con otros tipos de polímeros.

Según la invención, el procedimiento de fabricación del material poroso comprende la incorporación de dicho almidón o de otro agente porógeno, a dicha suspensión cerámica antes mencionada.

Más particularmente, dicha composición de base para la fabricación de un material poroso según la invención, contiene la materia cerámica y el agente porógeno en las proporciones:

- 40 a 60% en masa de dicho polvo cerámico antes mencionado;

- 2 al 10% en masa de dicho hidróxido de aluminio HA específico de la presente invención;

- 7 a 24% en masa de un agente porógeno, en particular de dicho almidón, de preferencia 19% en masa;

- 25 a 35% en masa de un agua desmineralizada que contiene el agente dispersante antes mencionado en una proporción de aproximadamente 1:100.

Es importante hacer notar que en esta etapa del procedimiento de elaboración según la invención, la viscosidad de dicha suspensión cerámica debe ser suficientemente débil para permitir la incorporación de la cantidad deseada de un agente porógeno, en particular almidón, y así asegurar una buena homogeneidad de dicha mezcla.

Además, la cantidad de agente porógeno, por ejemplo de almidón, incorporado a la mezcla, depende de las características microestructurales que se desean alcanzar para el producto acabado, las cuales pueden entonces ser controladas y ajustadas en función de la aplicación, como se detalla más adelante en el ejemplo 2.

La figura 3 muestra el tipo de estructura porosa obtenido después del tratamiento térmico a 1550ºC durante 4 horas, del artículo elaborado según el procedimiento como se ha descrito más arriba con el 15% de almidón en la mezcla. Vuelve a obtenerse la estructura porosa resultante del fritado de las alúminas y del hidróxido de aluminio como se ha observado en la figura 1, y los poros de aproximadamente 10 \mum resultantes de la calcinación del almidón.

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Etapas (c) y (d)

El procedimiento de fabricación de materiales porosos según la invención comprende pues, la elaboración de una suspensión como se ha descrito más arriba y que comprende, en una forma de realización ventajosa de la invención, una alúmina, un hidróxido de aluminio y un almidón, a los cuales se añade un agente espumante en la etapa (c). Se forma entonces una espuma cerámica mediante agitación mecánica por adición de un agente tensioactivo utilizado como agente espumante, y a continuación, se estabiliza añadiendo un agente estabilizante en la etapa (d).

Según este principio, la suspensión cerámica se mezcla con aire produciendo pequeñas burbujas de aire mediante una agitación mecánica vigorosa. El resultado es un producto que contiene burbujas de aire de tamaño uniforme y distribuidas de forma homogénea.

En un modo particular de la invención, el agente espumante que se emplea para mezclar con aire la suspensión cerámica producida, se escoge de manera apropiada entre los agentes tensioactivos aniónicos, como el laurilsulfato de sodio, de preferencia el sulfato de amonio y de dodecilo o también a base de productos de descomposición de las proteínas como la albúmina.

La incorporación en la formulación de dicho agente espumante antes citado, se acompaña de la adición de un agente estabilizante que tiene por efecto la coagulación de la espuma cerámica que acaba de producirse. El agente estabilizante está por ejemplo constituido por un polvo a base de bentonita.

La espuma cerámica según la invención está pues constituida por una mezcla de materias cerámicas, de preferencia de alúmina y de hidróxido de aluminio, de un agente porógeno, de preferencia el almidón, de un agente espumante líquido en particular el sulfato de amonio y de dodecilo, y de un agente estabilizante en particular un compuesto a base de bentonita.

Más particularmente, la composición de base para la fabricación del material poroso según la invención contiene la materia cerámica, el agente porógeno, el agente espumante y el agente estabilizante en las proporciones:

- 40 a 60% en masa de dicho polvo cerámico antes citado

- 2 a 10% en masa de dicho hidróxido de aluminio HA específico de la presente invención

- 7 a 24% en masa de dicho agente porógeno, en particular de almidón, de preferencia un 19%

- 1,5 a 4% en masa de dicho agente espumante, de preferencia un 3%

- 0,1 a 0,4% en masa de dicho agente estabilizante, de preferencia un 0,2%

- 25 a 35% en masa de un agua desmineralizada que contiene el agente dispersante antes mencionado en la proporción de aproximadamente 1:100.

La adición de dicho agente espumante a la preparación cerámica puede ir acompañada de un cambio significativo de viscosidad de la pasta cerámica, principalmente de una disminución de la viscosidad como se ha observado en la presente invención.

Además, el ajuste de la consistencia de la pasta cerámica permite formar una espuma cuyas características intrínsecas, en términos de porosidad, tamaño de los poros, o el grado de interconexión, en función del tipo de aplicación, son entonces controladas y ajustadas.

Para conseguir esto, puede añadirse un agente tensioactivo apropiado a dicha espuma cerámica, después de que la adición de un agente espumante, haya ido acompañada de un cambio de viscosidad de la pasta cerámica. Además, el ajuste de la viscosidad de la pasta cerámica gracias a este agente tensioactivo puede hacerse simultáneamente y de manera progresiva con la adición igualmente progresiva de dicho agente espumante. De esta manera, refiriéndonos a las consideraciones mencionadas más arriba, las características intrínsecas del material acabado, se definen y se controlan escogiendo convenientemente el tipo de agente tensioactivo y la cantidad añadida a la mezcla.

En un modo preferido de realización, dicho agente tensioactivo se escoge entre los polielectrolitos que tienen por función modificar la carga de superficie de las partículas cerámicas contenidas en la mezcla, en particular las que permiten reaglomerar las partículas como la poli(4-vinilpiridina) (PVP), de preferencia la polietilenimina (PEI), como se utiliza en la presente invención.

Además, es esencial hacer notar que en esta etapa de realización, el ajuste de los parámetros de elaboración de dicha espuma cerámica, es preponderante en la obtención de las características microestructurales deseadas para el producto acabado, principalmente la velocidad de la pala de agitación, y el tiempo de agitación.

La figura 7 muestra el tipo de estructura porosa obtenido para el material fabricado a partir del procedimiento según la presente invención que da por resultado la asociación de tres técnicas que generan la porosidad, a saber la descomposición térmica del hidróxido de aluminio, la calcinación del almidón, y finalmente la producción de una espuma como se ha detallado en el ejemplo 3. Se encuentran entonces las tres distribuciones de tamaños de poros asociados a estos tres generadores de porosidad, centrados en aproximadamente 100 nm para el hidróxido de aluminio, aproximadamente 10 \mum para el almidón y aproximadamente 100 \mum para el agente espumante.

Llegado el caso, si es necesario, puede añadirse un ligante inorgánico en último lugar a la espuma cerámica para adaptarse a condiciones particulares y de esta manera hacer que la obtención del producto sea más flexible y más fácil.

En este caso particular de realización, se saca solamente provecho de las propiedades porógenas del hidróxido de aluminio y del almidón y no especialmente de sus propiedades gelificantes. Siguiendo esta forma de realización, no se genera ninguna deformación de los gránulos de almidón ni tampoco su desfondamiento, formando un gel. De esta manera, se conserva la integridad física de las partículas de almidón cuando se efectúa el tratamiento en frío del producto vaciado.

Más particularmente, el ligante puede escogerse entre los ligantes minerales como los ligantes hidráulicos que endurecen el agua, principalmente el cemento aluminoso, la alúmina hidratable o como los ligantes químicos que endurecen por reacción química, principalmente los silicatos de alcalinos.

En un modo preferido de realización, la alúmina hidratable se utiliza como ligante en la presente invención para conferir al material final un alto contenido en alúmina y así asegurar un buen poder refractante.

En la etapa (e) se vacía la espuma cerámica obtenida siguiendo las etapas precedentes, en un molde. A continuación, la etapa (f) comprende la gelificación del agente orgánico natural en el seno de esta espuma cerámica, de forma que se obtiene una masa rígida. La espuma cerámica que forma así esta masa rígida se somete entonces, en una etapa (g) del procedimiento según la invención, a un tratamiento térmico por atemperado, para eliminar el agua residual y los fragmentos de descomposición del agente orgánico natural, y finalmente se trata a alta temperatura para efectuar la consolidación de la pieza por fritado de las materias cerámicas.

La presente invención tiene también por objeto un material cerámico utilizado en ciertas aplicaciones industriales por su ligereza, caracterizado porque, está fabricado según el procedimiento de fabricación como se ha descrito más arriba a partir de primeras materias refractarias y ligeras que se escogen entre los silicatos de aluminio y/o que están formadas por la sílice.

En un modo preferido de realización, dicho material se fabrica principalmente a partir de una primera materia pulverulenta de densidad absoluta inferior a 3, de preferencia inferior a 2,5, que puede ser una arcilla refractaria, la silimanita, el caolín, la andalucita, la mulita, la sílice o una mezcla de dos o varios de estos compuestos.

Ventajosamente, se emplea un agente desfloculante apropiado para la dispersión de las partículas en el seno de la suspensión cerámica más arriba mencionado. Este agente desfloculante comprende a menudo carbonato de sodio anhidro utilizado en combinación con silicato de sodio en solución acuosa.

Más particularmente, dicho material se obtiene a partir de una suspensión cerámica que comprende:

- del 40 al 60% en masa de dicha materia prima pulverulenta formada de polvo cerámico;

- del 2 al 10% en masa de dicho hidróxido de aluminio HA específico de la presente invención;

- del 7 al 24% en masa de dicho almidón, de preferencia el 19%;

- del 1,5 al 4% en masa de dicho agente espumante, de preferencia el 3%;

- del 0,1 al 0,4% en masa de dicho agente estabilizante, de preferencia el 0,2%;

- del 30 al 40% en masa de agua desmineralizada;

- del 0,03 al 0,15% en masa de carbonato de sodio;

- del 0,1 al 0,2% en masa de silicato de sodio.

La materia cerámica que se obtiene a partir de la suspensión cerámica antes mencionada, se fabrica según el procedimiento según la invención, del cual una forma interesante está descrita en el ejemplo 4, posee una densidad aparente inferior a 1, de preferencia inferior a 0,5 y una porosidad abierta que oscila del 70 al 90%.

Un objetivo de la presente invención es principalmente proporcionar un material de alto contenido en alúmina, destinado al aislamiento térmico, propuesto también como solución alternativa a los materiales a base de fibras cerámicas refractarias.

Además, dicho material cerámico según la invención, obtenido a partir de la suspensión cerámica antes mencionada, y fabricado según el procedimiento según la invención, posee un poder refractante superior a 1300ºC, de preferencia en 1600ºC, así como una débil conductividad térmica, principalmente inferior a 0,4 W/m.K^{-1}, medida a 1100ºC.

En un modo preferido de realización, dicho material está fabricado según el procedimiento como se ha descrito en la invención, a partir de una mezcla de polvos de alúmina y de sílice. Un tal material presenta excelentes propiedades cuando se utiliza como material aislante, por ejemplo, a temperaturas superiores a 1300ºC.

El polvo de sílice de esta mezcla comprende en particular microsílice de referencia S, que es un polvo de sílice amorfo SiO_{2} que puede contener una parte de silicio metálico. Su distribución gránulométrica se extiende de 0,1 a 0,8 \mum con un tamaño medio de grano de 0,3 \mum para la primera población, y de 3 a 100 \mum con un tamaño medio de granos de 30 \mum para la segunda población. Su superficie específica es de 13,8 m^{2}/g y su densidad absoluta es
de 2,55.

Más particularmente, dicho material aislante está fabricado a partir de una composición de base, que comprende:

- del 38 al 52% en masa del polvo de alúmina antes mencionado;

- del 5 al 10% en masa del polvo de sílice antes mencionado;

- del 2 al 10% de masa de dicho hidróxido de aluminio HA específico de la presente invención;

- del 7 al 24% en masa de dicho almidón, de preferencia el 19%;

- del 1,5 al 4% en masa de dicho agente espumante, de preferencia el 3%;

- del 0,1 al 0,4% en masa de dicho agente estabilizante, de preferencia el 0,2%;

- del 25 al 35% en masa de un agua desmineralizadas que contiene el agente dispersante antes mencionado aproximadamente en la proporción número 1:100.

Según una forma de realización interesante, cuando se efectúa la preparación en la etapa (a) de la suspensión cerámica según el procedimiento, se genera una espuma naturalmente por reacción entre la parte metálica contenida en el polvo de sílice y los diferentes alcalinos de la mezcla.

Según un modo de realización ventajoso, las caracteresticas intrínsecas de dicho material aislante le son conferidas por una distribución particular del tamaño de los poros aportada por la sílice específica de la presente invención, y por las propiedades intrínsecas de las fases presentes en el seno de la materia después del fritado, en particular las relativas a la mulita 3Al_{2}O_{3}-2SiO_{2}, que se forma cuando tiene lugar la cocción del producto.

En general, el procedimiento de fabricación de los materiales porosos según la invención, posee pues, la particularidad de asociarse a varias técnicas que permiten la inducción de la porosidad.

En particular, el método de fabricación según la invención permite generar una porosidad en la que la distribución dimensional de los poros resulta de la descomposición térmica de un hidrato de aluminio, de la descomposición de un agente porógeno orgánico natural y finalmente de la mezcla con aire de la suspensión de base bajo la acción de un agente espumante.

Además, el procedimiento de fabricación de un material poroso según la invención presenta la ventaja de controlar la porosidad favoreciendo este u otro tamaño particular de los poros. Presenta también las ventajas de poner en ejecución el producto con relativa facilidad y rapidez, y de realizar cualquier forma posible de la pieza. La rentabilidad del procedimiento según la invención desde el punto de vista económico es innegable, en razón a la utilización relativamente económica de los productos secundarios.

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El procedimiento de fabricación según la invención y los productos porosos así fabricados, pueden ser utilizados en todos los ámbitos tecnológicos en donde se buscan las características de ligereza, resistencia termomecánica, resistencia al calor.

Se pueden citar principalmente:

- las aplicaciones industriales ligadas a procedimientos térmicos, en particular, el revestimiento de hornos industriales y conductos de humos y también el aislamiento de calderas industriales.

- las aplicaciones industriales ligadas a la filtración, material poroso utilizado como filtro cerámico de partículas (gas caliente) o de un líquido, para la filtración del metal en fusión en metalurgia.

- las aplicaciones industriales ligadas a la catálisis, material poroso utilizado como soporte del catalizador para la industria del automóvil, la industria química y petroquímica, o catalizador para el tratamiento de humos en los incineradores.

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Ejemplo 1

Este ejemplo ilustra el aumento de porosidad aportado por la incorporación del polvo de hidróxido de aluminio HA, específico de la presente invención, en una composición cerámica. Se prepara entonces una suspensión cerámica dispersando respectivamente el 46% y el 21% en masa de polvos de alúmina A1 y A2 en el 27% en masa de agua desmineralizada que contiene el dispersante de tipo polielectrolito (en una relación 1:100). Dicha suspensión cerámica se homogeneiza con ayuda de un mezclador de palas durante 1 hora antes de añadir el 6% en masa del polvo de hidróxido de aluminio. Esta suspensión cerámica se mezcla todavía durante 1 hora en el mezclador de palas, antes de ser colocada en un recipiente conteniendo bolas de aluminio como medio de molienda, el cual se coloca durante 18 horas en un dispositivo vibrador. Esta operación tiene por efecto la desaglomeración y la homogeneización de la suspensión. Después de esta etapa, la suspensión posee una viscosidad importante atribuida a la presencia de la fase amorfa contenida en el polvo de hidróxido de aluminio utilizado. La mezcla viscosa se vacía entonces en un molde y se coloca en una estufa a 50ºC durante 12 horas, después a 110ºC durante 12 horas más. Después del vaciado, el artículo se cuece a 1550ºC durante 4 horas con una velocidad de aumento de la temperatura de 5ºC/minuto. El resultado es una cerámica porosa de densidad aparente igual a 2,53 y cuya porosidad total alcanza el 36% en volumen. La distribución por tamaños de los poros que se muestra en la figura 2, se caracteriza por dos picos centrados respectivamente en los -20 nm y los 100 nm. El aumento obtenido de la porosidad es entonces del 20% en volumen referido al mismo material elaborado solamente a partir de los dos polvos de aluminio. El material así fabricado posee una superficie específica de aproximadamente unos 20 m^{2}/g.

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Ejemplo 2

Este ejemplo ilustra la posibilidad de ajustar la microestructura utilizando el almidón en proporciones adecuadas en el seno de la composición de la forma descrita en el ejemplo 1. El protocolo experimental, como está descrito más arriba para el ejemplo 1, queda entonces invariable, con la diferencia de que a la suspensión cerámica aparecida del triturador a bolas, se añaden fracciones de almidón (de 0 a 53% en volumen de materias sólidas), con el fin de evaluar la transformación de la estructura porosa con el aumento del contenido de almidón. Para ello, se retiran previamente cinco alícuotas de 100 cm^{3} de la suspensión aparecida del mezclador a bolas del ejemplo 1. Se añade un volumen de almidón a cada uno de estos alícuotas, respectivamente 0, 19, 50, 62 y 85 cm^{3}. Después de la homogeneización durante 1 hora mediante el mezclador de palas, se vacía cada muestra en un molde y se coloca a continuación en una estufa a 50ºC durante 12 horas y después a 110ºC durante 12 horas más. Después del vaciado, se cuecen estos cinco artículos a 1550ºC durante 4 horas con una velocidad de aumento de la temperatura de 5ºC/minuto. La figura 5 muestra la variación de la densidad de los artículos antes y después de la cocción en función del contenido de almidón incorporado en la mezcla de partida. Para los artículos tomados antes de la cocción, la densidad disminuye muy ligeramente con el aumento del contenido de almidón pasando de 1,67 para el material sin almidón a 1,43 para el material que contiene un 53% de almidón en volumen. La densidad de los materiales cocidos disminuye de manera más significativa con el aumento del contenido en almidón, pasando de 2,2 para el material sin adición de almidón a 1,3 para el material que contiene el 53% de almidón en volumen. La figura 6 ilustra el aumento de porosidad obtenido después de la cocción de los materiales en función de la fracción de almidón. La porosidad abierta, pasa entonces de aproximadamente un 38% para el material sin almidón a un 63% para el material que contiene el máximo de almidón. El material así fabricado con un 53% de almidón posee una superficie específica de 3,60 m^{2}/g.

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Ejemplo 3

Este ejemplo es la ilustración de una forma de realización particular del procedimiento de fabricación según la invención de un material cerámico refractario de alto contenido en aluminio, ligero y aislante.

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Preparación de la suspensión cerámica

La suspensión cerámica se prepara siguiendo el mismo protocolo experimental como se ha descrito más arriba en el ejemplo 1, y se caracteriza porque contiene:

- 39% en masa de alúmina fina A1;

- 20,60% en masa de alúmina gruesa A2;

- 3,70% en masa del polvo de hidróxido de aluminio HA;

- 9,20% en masa de sílice S;

- 27,50% en masa de agua desmineralizada que contiene el agente dispersante en la proporción 1:100.

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Preparación del material refractante aislante

A la salida del dispositivo vibrador, dicha suspensión cerámica se homogeneiza de nuevo con ayuda del mezclador a palas antes de incorporar progresivamente el almidón (9:100 en peso de la suspensión cerámica), a continuación el agente espumante (4,12: 100 en peso de la suspensión cerámica), y finalmente el agente estabilizante (0,3:100 en peso de la suspensión cerámica). El ajuste de la consistencia de la pasta cerámica se efectúa mediante la adición de polietilenimina (PEI), a medida que se añade poco a poco el agente espumante. A continuación, se incorpora la alúmina hidratable (7:100 en peso de la suspensión cerámica) para consolidar seguidamente el material. La espuma cerámica se vacía entonces en un molde y se deja secar al aire ambiente durante 48 horas, a continuación se coloca en una estufa a 50ºC durante 12 horas, y todavía 12 horas más a 110ºC. Después del vaciado, el artículo se cuece a 1550ºC durante 4 horas con una velocidad de aumento de la temperatura de 5ºC/minuto.

La tabla siguiente muestra el análisis químico de dicho material refractario obtenido según el procedimiento de fabricación tal como se ha descrito en este ejemplo.

1

El análisis mineralógico de dicho material refractario aislante, muestra que contiene el 57% en masa de alúmina Al_{2}O_{3} y el 43% en masa de mulita 3Al_{2}O_{3}-2SiO_{2}.

El material ligero aislante así fabricado, posee una superficie específica de 5,40 m^{2}/g.

Las principales características de este material refractario y aislante del ejemplo 3, vienen dadas en la tabla siguiente.

2

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Ejemplo 4

Este ejemplo es la ilustración de una forma de realización particular del procedimiento de fabricación según la invención, de un material cerámico a base de arcilla refractaria fabricada según el procedimiento como se ha descrito en el ejemplo precedente.

La suspensión cerámica base del material está elaborada substituyendo la alúmina por el caolín y el agente dispersante de tipo polielectrolito, bicarbonato de sodio anhidro y silicato de sodio en solución acuosa (densidad = 1, 33 - 1,35).

En este caso, el carbonato de sodio está disuelto en 5% de agua para introducir en la suspensión por calentamiento a 40-45ºC. Esta solución se añade al agua restante y a una primera fracción de la cantidad de silicatos de sodio a añadir. La arcilla se incorpora a continuación a la solución por fracciones sucesivas. Cuando la suspensión arcillosa se espesa, se procede a un una nueva adición de silicato de sodio hasta el agotamiento de toda la arcilla a
incorporar.

La composición ponderal de la suspensión cerámica, preparada según el mismo protocolo experimental como se ha descrito en el ejemplo 1, se da a continuación:

- 56% en masa de caolín

- 9% en masa del polvo de hidróxido de aluminio HA

- 31% en masa de agua desmineralizada

- 1,25% en masa de carbonato de sodio

- 2,75% en masa de silicato de sosa

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El análisis químico del caolín empleado en este ejemplo viene dado por la tabla a continuación

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3

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Preparación del material refractario ligero

A la salida del dispositivo vibrador, dicha suspensión cerámica se homogeneiza de nuevo con ayuda del mezclador a palas antes de incorporar progresivamente a temperatura ambiente el almidón (9:100 en peso de la suspensión cerámica), a continuación, el agente espumante (4,12:100 en peso de la suspensión cerámica), y finalmente el agente estabilizante (0,3:100 en peso de la suspensión cerámica). La espuma cerámica se vacía a continuación en un molde y se deja secar a temperatura ambiente durante 48 horas y a continuación se coloca en una estufa a 50ºC durante 12 horas, y todavía 12 horas más a 110ºC. Después del vaciado, el artículo se cuece a 1550ºC durante 4 horas con una velocidad de aumento de la temperatura de 5ºC/minuto.

El material refractante ligero posee una densidad aparente de 0,35 y una porosidad abierta de aproximadamente 87%.

Claims (21)

1. Procedimiento de fabricación de un material cerámico refractario poroso, caracterizado porque, este procedimiento comprende las etapas siguientes:

- mezclar en una suspensión acuosa de polvos cerámicos, un hidróxido de un metal refractario, como por ejemplo el hidróxido de aluminio, de magnesio o de circonio, y un agente dispersante;

- añadir un agente orgánico granular como agente porógeno;

- añadir un agente espumante;

- someter la mezcla con los componentes antedichos, a una agitación mecánica para obtener una espuma cerámica;

- estabilizar la espuma cerámica así obtenida mediante la ayuda de un agente estabilizante;

- vaciar la espuma cerámica estabilizada en un molde;

- someter esta espuma cerámica estabilizada a un tratamiento en estufa con el fin de eliminar por lo menos una parte del agua presente; y

- someter esta espuma a un tratamiento a alta temperatura.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, se utilizan polvos cerámicos que contienen varias fracciones granulométricas distintas.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque, se utilizan polvos cerámicos que contienen fracciones con una granulometría diferente en una relación entre la fracción más gruesa y la fracción más fina, comprendida entre 0,2 y 0,5.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 al 3, caracterizado porque, se utilizan polvos cerámicos que contienen por lo menos uno de los compuestos siguientes: arcilla refractaria, silimanita, caolín, andalucita, mulita, sílice o alúmina.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque, se utilizan polvos cerámicos que están esencialmente constituidos por alúmina.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque, se utiliza la alúmina antedicha bajo dos formas, de las cuales la primera forma posee una distribución mono-modal que va de 0,1 a 4 \mum, con un tamaño medio de grano de 0,4 \mum, y del cual una segunda forma está constituida por una alúmina calcinada con una distribución granulométrica bimodal que se extiende de 0,2 a 40 \mum con un tamaño medio de grano del orden de 2,57 \mum.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, el hidróxido de aluminio se utiliza en su mayor parte bajo forma amorfa, en particular, el hidróxido de aluminio que contiene entre 50 y 60% en masa de una fase amorfa y 40 a 50% en masa de fases cristalizadas, estas últimas conteniendo del 10 al 20% en masa de bayerita, y del 25 al 35% en masa de bohemita.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque, se utiliza un agente orgánico granular que contiene un almidón, en particular un almidón natural o químicamente modificado.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque, se utiliza un almidón que presenta partículas con un tamaño medio del orden de 12 \mum.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque, el agente orgánico granular, en particular el almidón, se añade a la suspensión acuosa a temperatura ambiente.

11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque, se utiliza un agente espumante para añadir a la suspensión, el cual se escoge entre agentes tensioactivos, como el laurilsulfato de sodio, en particular el sulfato de amonio y de dodecilo, y productos de descomposición, y proteínas o derivados, como la albúmina.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque, la espuma cerámica está formada por la mezcla con aire de dicha suspensión acuosa por medio de un agente tensioactivo y porque la estabilización de la espuma está asegurada por la adición de un polielectrolito.

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque, a la espuma cerámica se le ha añadido un ligante mineral hidráulico o químico.

14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque, se utilizan polvos cerámicos que contienen un polvo de sílice amorfo que contiene de preferencia, una fracción de silicio metálico.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque, el polvo de sílice amorfo se utiliza bajo dos formas, la primera de las cuales presenta partículas de 0,1 a 0,8 \mum con un tamaño medio del orden de 0,3 \mum, y la segunda forma presenta partículas de 3 a 100 \mum con un tamaño medio del orden de 30 \mum.

16. Procedimiento según la reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque, dicha espuma cerámica está formada por reacción entre la fracción de silicio metálico y los alcalinos contenidos en dicha suspensión acuosa, formando de esta forma este silicio metálico, un agente espumante.

17. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque, la espuma cerámica se trata a una temperatura entre 30 y 60ºC, y de preferencia a una temperatura del orden de 50ºC, para provocar un endurecimiento de esta espuma por la acción ligante de una fase amorfa del hidróxido de aluminio.

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque, la temperatura del tratamiento en estufa se aumenta gradualmente a medida que progresa el secaje de la espuma cerámica, con el fin de evitar la gelificación del almidón y de mantener la integridad de las partículas de almidón.

19. Procedimiento de fabricación de un material cerámico de porosidad multimodal, siguiendo la reivindicación 1, en el cual se prepara una suspensión acuosa que contiene:

- 40 a 60% en masa de un polvo cerámico;

- 2 a 10% en masa de hidróxido de aluminio;

- 7 a 24% en masa de almidón, de preferencia del orden del 19%;

- 1,5 a 4% en masa de un agente espumante, de preferencia del orden del 3%;

- 25 a 35% en masa de un agua desmineralizada que contiene un agente dispersante en una proporción del orden de 1:10 0,

se somete esta suspensión acuosa a una agitación mecánica para obtener una espuma cerámica, se somete esta espuma a un tratamiento en estufa a una temperatura entre 50ºC y 110ºC, y se somete a continuación esta espuma a una alta temperatura, de preferencia comprendida entre 1500ºC y 1600ºC.

20. Procedimiento de fabricación de un material cerámico con una porosidad multimodal de 70% a 90%, según la reivindicación 1, en el cual se prepara una suspensión acuosa que contiene:

- 40 a 60% en masa de polvo cerámico;

- 2 a 10% en masa de hidróxido de aluminio;

- 7 al 24% en masa de almidón, de preferencia el 19%;

- 1,5 a 4% en masa de un agente espumante, de preferencia el 3%;

- 0,1 a 0,4% en masa de un agente estabilizante, de preferencia el 0,2%;

- 30 a 40% en masa de agua desmineralizada;

- 0,03 a 0,15% en masa de carbonato de sodio;

- 0,1 a 0,2% en masa de silicato de sodio,

y en el cual se somete esta suspensión acuosa a una agitación mecánica para obtener una espuma cerámica, se somete esta espuma a un tratamiento en estufa a una temperatura entre 50ºC y 110ºC, y a continuación se somete esta espuma a una alta temperatura, de preferencia comprendida entre 1500ºC y 1600ºC.

21. Procedimiento de fabricación de un material cerámico poroso, según la reivindicación 1, en el cual se prepara una suspensión acuosa que contiene:

- 38 a 52% en masa de un polvo de alúmina;

- 5 a 10% en masa de un polvo de sílice;

- 2 a 10% de masa de hidróxido de aluminio;

- 7 a 24% en masa de almidón, de preferencia el 19%;

- 1,5 al 4% en masa de un agente espumante, de preferencia el 3%;

- 0,1 al 0,4% en masa de un agente estabilizante, de preferencia el 0,2%;

- 25 a 35% en masa de agua desmineralizada que contiene un agente dispersante en una proporción del orden de 1:100,

y en el cual se somete esta suspensión acuosa a una agitación mecánica para obtener una espuma cerámica, se somete esta espuma a un tratamiento en estufa a una temperatura entre 50ºC y 110ºC, y a continuación se somete esta espuma a una alta temperatura, de preferencia comprendida entre 1500ºC y 1600ºC.