Fusión

Todas las sustancias se funden por completo (llegan a tener una sola fase líquida) a alguna determinada temperatura que es su temperatura de fusión. Cuando tenemos mezclas de sustancias, como ocurre en los vidriados, el agregado complejo de numerosos componentes tiende a fundirse gradualmente. A medida que avanza la temperatura del horno, las partículas más fusibles de la mezcla se fundirán y empaparán la zona que las rodea pegando otras partículas entre sí como una cola y actuando como un disolvente, promoviendo nuevas fusiones de partículas. La fusión total ideal se logra cuando todos los componentes están en estado líquido. 

En cerámica, las pastas nunca llegan a la fusión total y la cocción llega hasta la temperatura de maduración, cuando todavía no se han deformado. Los vidriados llegan hasta la fusión completa o casi completa de todos sus componentes. Naturalmente, si estamos usando arcillas o pastas como materia prima del vidriado también deberán fundirse. 

Un vidriado equilibrado, idealmente, es aquel que se funde totalmente durante su cocción, y no desvitrifica durante el enfriamiento (no se disgregan cristales), produciendo un vidriado transparente y brillante (en ausencia de cromóforos). La realidad es que suelen permanecer algunas partículas refractarias que no llegan a fundirse y siempre hay cierto nivel de formación de cristales durante el enfriamiento. En cualquier caso, cuanto más nos acerquemos al ideal, más transparencia y brillo obtendremos ya que todas las partículas se habrán fundido y la composición es tal que durante el enfriamiento del vidriado se conserva el carácter homogéneo que se alcanzó en la fusión completa. 

El proceso de fusión de un vidriado comienza según el calor va rompiendo los enlaces entre las moléculas de cada partícula del vidriado, y los óxidos fundentes comienzan a reaccionar con los compuestos de alúmina y sílice. La interacción entre los materiales es bastante compleja según van fundiéndose, formando eutécticos que promueven una fusión más rápida. 

Después de estos fenómenos,  si seguimos aumentando la temperatura, la cantidad de fase líquida aumenta y, cuanto mayor es la cantidad de líquido, con más facilidad se va disolviendo la parte sólida en el fundido. Los gases provocados por la descomposición química de las materias primas forman burbujas que sirven para remover la mezcla, al igual que el movimiento originado por convección del vidriado cada vez más líquido. Este proceso continúa hasta que todos los materiales están totalmente disueltos en la matriz vítrea líquida.

En esta fase es importante la granulometría fina de las sustancias que componen el vidriado ya que cuanto mayor sea el volumen de la partícula, más tiempo va a necesitar para disolverse completamente en el fundido, pero si el tamaño de partícula es muy fino, su disolución se facilita bastante. 

En los vidriados transparentes coloreados, el agente colorante se integra dentro de la red vítrea, es decir se disuelve sin alterar la homogeneidad del vidrio, pero mantiene su identidad colorante permitiendo a la luz atravesarlo y reflejarse en la pasta sobre la que se aplicó (transparencia), tras absorber ciertas longitudes de onda, produciendo un color resultante en el vidriado.

En vidriados que tienen “desequilibrios en su composición” el resultado de la fusión no será transparente y brillante, sino toda la variedad de resultados más o menos opacos, más o menos brillantes, con diferentes texturas superficiales, etc. Estos  “desequilibrios” son los que provocan la casuística de los vidriados, matidez, opacidad, variegaciones en color, texturas, etc… 

El vidriado resultante tras la fusión suele tener una composición parecida pero no igual a la suspensión aplicada y calculada con nuestra receta y nuestra fórmula unitaria. 

Durante la fusión se producen reacciones con la pasta de soporte y ciertos elementos pasan del vidriado fundido a la pasta y viceversa. Además parte de los componentes del vidriado se volatilizan, y puede que ciertos gases volatilizados presentes en la atmósfera del horno se sedimenten pasando a formar parte del vidriado.

Dependiendo del proceso de fusión, se pueden generar capas de vidriado con distinta composición y características. Por ejemplo, puede haber una capa pegada a la pasta del soporte con una composición muy distinta a la capa superficial del vidriado. O puede que el vidriado fundido se divida en dos líquidos inmiscibles entre sí creando dos tipos de cubiertas diferenciadas.

Si a esto añadimos la formación de cristales durante el enfriamiento de la masa fundida todavía obtendremos más diversidad y cambios en el vidriado. Los cristales son los responsables de la matidez, opacidad y cristalinidad de los vidriados, así como ciertas coloraciones y texturas.

La composición del vidriado determina el intervalo de fusión, la temperatura de cocción, y las propiedades reológicas como la viscosidad y la tensión superficial, definiendo en gran medida las características del vidrio solidificado, tanto en su tipo de superficie como en color, resistencia, durabilidad, etc…

Los vidriados con poca viscosidad son fluidos (se deslizan paredes abajo por el soporte) y los vidriados con mucha viscosidad son rígidos (no se mueven nada de donde han sido aplicados). Los vidriados con poca tensión superficial “mojarán” la pieza mientras que los que tengan alta tensión superficial no se extenderán fácilmente y podrán recogerse al enfriarse dejando de cubrir la pieza.

Un vidriado fundido es un líquido y como tal tiene una serie de propiedades reológicas que determinan su comportamiento. Veamos a continuación las siguientes propiedades reológicas del vidriado fundido:

  • Intervalo de temperaturas de fusión
  • Viscosidad
  • Tensión superficial
  • Interfase o capa intermedia
  • Inmiscibilidad entre fases líquidas
  • Reactividad

2 comentarios sobre “Fusión

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