Intervalo de temperaturas de fusión de vidriados

El intervalo de temperaturas de fusión de un vidriado viene determinado principalmente por la composición química del vidriado, pero también por el tamaño de grano de sus componentes, por la velocidad de calentamiento, por la temperatura que se alcanza en la cocción y el tiempo que se mantiene y por la atmósfera del horno.

Si las materias primas del vidriado se han molido finamente, habrá más superficie que al calentarse entrará en contacto con otras partículas facilitando los procesos de sinterización, vitrificación y fusión. Cuanto más finos son los granos, se necesitará una temperatura más baja para llegar a la fusión. 

Cuando se alcanzan los 500 o 600ºC comienza el intervalo de transformación vítrea ya que comienza el reblandecimiento y la aparición de fase líquida en el vidriado. A partir de estas temperaturas y hasta alcanzar la temperatura final conviene que haya una velocidad lenta en el aumento de temperaturas, que permita la salida de gases en forma de burbujas.

La temperatura de cocción final del vidriado queda definida por el tipo de vidriado que queremos conseguir. Es decir, la temperatura final, dentro del intervalo de fusión será aquella en la que nuestro vidriado tenga la viscosidad, tensión superficial, capacidad de disolución, etc… que queremos que tenga.

Siempre es necesario mantener la temperatura final de la cocción durante un tiempo para que el equilibrio térmico dentro del horno se alcance y toda la masa del vidriado fundido alcance el mismo nivel de fusión.

En cualquier caso, lo que más determina la temperatura de fusión, es la composición del vidriado. 

En general, siempre queremos que a la temperatura de fusión final se produzca el máximo posible de vidrio fundido, lo cual se logra con SiO2 y B2O3 (formadores de vidrio) junto a Al2O3, PbO, CaO, Na2O y K2O (óxidos intermediarios y modificadores). 

El Al2O3 en pequeñas cantidades ayuda a la formación de vidrio, pero en cantidades más altas aumenta mucho la temperatura de fusión. Un aumento de la cantidad de SiO2 también aumenta la temperatura de fusión. Sin embargo, bajan la temperatura de fusión los alcalinos Li2O, Na2O y K2O, el plomo PbO, y el formador de vidrio B2O3. 

Por tanto para temperaturas de fusión bajas tendremos que realizar vidriados con B2O3+PbO+álcalis, con poco SiO2 y muy poco o nada de Al2O3. El PbO funde sin burbujas y deja superficies lisas mientras que los álcalis ebullen y forman espumas durante la fusión, aunque añadiendo B2O3 se suaviza esa ebullición.

Si la temperatura de fusión está por encima de 1040ºC los óxidos CaO, SrO, BaO, ZnO y TiO2 (y MgO con algunas limitaciones) empiezan a funcionar como fundentes bajando también la temperatura de fusión.

Cuantos más fundentes distintos hay en la composición de un vidriado, se logran temperaturas de fusión más bajas ya que entre ellos se producen eutécticos.

Para tener una idea de la cantidad de formadores de vidrio que debe llevar un vidriado podemos decir que 0,1 mol de SiO2 hace subir la temperatura de fusión en 20ºC, mientras que 0,1 mol de B2O3 baja la temperatura de fusión en 30ºC.

Trabajando con fritas se rebaja la temperatura de fusión, a la vez que se puede realizar un calentamiento más rápido al evitar la emisión de gases y disminuir la solubilidad de los óxidos.

En función de la temperatura de fusión, los vidriados se clasifican en :

vidriados de Muy Baja Temperatura (entre 605º y 850ºC): Son los lustres y los vitrificables (vidriados de tercer fuego). Su fundente principal suele ser el bismuto, o bien una mezcla en la que predominan los alcalinos y el boro. Para aplicarlos el soporte debe haber sido cocido a temperatura por encima del bizcochado para evitar problemas de dureza de la pieza o bien tener ya una cubierta de vidriado ya cocido.

vidriados de baja temperatura (desde 850º a 1.100º aproximadamente): Se suelen aplicar sobre arcillas rojas, u otras pastas de baja temperatura. Sus fundentes suelen ser óxido de plomo o fritas de álcalis . Se suele utilizar el boro como acelerador, por lo que estos vidriados también pueden ser plúmbico borácicos o alcalino borácicos. Permiten el uso de multitud de óxidos y pigmentos colorantes que se evaporarían en alta temperatura. Se producen colores de aspecto “crudo”, son vidriados blandos y puede ocurrir que no cierren totalmente el poro del soporte. Los vidriados plúmbicos generan alto brillo, bajo coeficiente de dilatación térmica, suavidad y baja viscosidad. Los vidriados con boro disminuyen el coeficiente de dilatación térmica, aportan dureza, brillo y resistencia química.

vidriados de temperatura media-baja (entre 1.100º y  1.150º): Esta categoría de vidriados es la gran olvidada aunque puede ser extremadamente útil. A este rango de temperaturas las arcillas de baja temperatura alcanzan su madurez y máxima dureza, y las pastas de alta temperatura adquieren ya buenas características cercanas a su madurez. Por tanto, son vidriados que pueden usarse para casi todas las pastas. Por otro lado, a estas temperaturas la gran mayoría de los colores de baja siguen pudiéndose utilizar por lo que dispondremos de una gran paleta de colores.

vidriados de temperatura media (entre 1150º  y 1.200ºC). Incorporan fundentes como el óxido de calcio y el óxido de bario para aumentar su resistencia. Se ajustan perfectamente a pastas de alta temperatura aumentando la durabilidad de las piezas, y son más duros y longevos que los vidriados de baja. En este rango de temperatura sigue habiendo una buena paleta de colores disponible.

vidriados de temperatura alta (entre 1.200 y 1.400ºC). Aquí se clasifican los vidriados de gres (muy vitrificados y no llevan plomo ya que se volatilizaría), y los vidriados de porcelana (vitrificados y traslúcidos, llevan cuarzo, feldespatos y caolinita). Los vidriados son muy duraderos y de gran dureza. La paleta de colores es muy pequeña aunque utilizando técnicas de reducción/oxidación se puede obtener un buen rango de colores. 

3 comentarios sobre “Intervalo de temperaturas de fusión de vidriados

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