Desvitrificación

Tras alcanzar la maduración de las pastas o de los vidriados comienza a descender la temperatura y poco a poco el magma líquido se va enfriando y solidificando. Durante el enfriamiento se producen dos fenómenos importantes desde el punto de vista cerámico: la desvitrificación o formación de cristales suspendidos en la red vítrea, y la contracción debida al coeficiente de expansión térmica.

La desvitrificación consiste en la formación de pequeños cristales (o grandes cristales si el enfriamiento es suficientemente lento) que quedan “flotando” o adheridos a las estructuras vitrificadas que los rodean. 

Cualquier material fundido, al enfriarse tiende a formar cristales para alcanzar así un estado de equilibrio y mínima energía. Si los vidriados tienen alta viscosidad en su estado fundido, durante el enfriamiento los átomos no tienen la movilidad suficiente para que les dé tiempo a formar cristales dentro de la estructura vítrea. Pero si el vidriado fundido es fluido, se forman cristales durante el enfriamiento, a pesar de la viscosidad de la sílice y la alúmina. Esta transformación puede ser indeseable cuando queremos obtener brillo y transparencia en el vidriado, pero también puede ser buscada cuando se desean obtener superficies mates o ricas en cristales.

En el proceso de enfriamiento, la desvitrificación se produce antes de alcanzar la llamada “temperatura de transformación vítrea”, antes de que la solidificación ya no permita la movilidad atómica. Por tanto, un enfriamiento rápido hasta alcanzar esa temperatura impide la formación de cristales. 

Si, por el contrario, el enfriamiento es lento se iniciará la llamada “nucleación” que es la primera fase de la formación de cristales. Los pequeños núcleos de los cristales comienzan a formarse en la superficie y se propagan después por el interior del vidriado. La segunda fase de la formación de cristales es el “crecimiento” y consiste en que nuevos átomos se incorporan a los núcleos haciendo crecer la estructura. Mientras se forman núcleos en el interior del vidriado, en la superficie ya se inicia el crecimiento cristalino a gran velocidad.  

La naturaleza de los componentes del vidriado define el tipo de cristales que se forman. Son muy abundantes los cristales de silicato ya que ciertas combinaciones solo pueden solidificar en forma cristalina. Por ello, las fases cristalinas que se producen en los vidriados suelen ser anortita, wollastonita, celsiana, leucita, cordierita y mullita. Cuanto más simple es la composición de un vidriado, la desvitrificación se produce con mayor facilidad, especialmente si hay un componente predominante en la mezcla.

Cuando hay componentes que están en saturación, es decir, cuando la cantidad presente de algunos óxidos es superior a la cantidad que puede ser incorporada en la matriz vítrea, se precipitan cristales de dichos óxidos en forma cristalina. Esto ocurre cuando hay saturación de TiO2, que forma cristales de rutilo, o de Fe2O3, que forma hematites.

Otro aspecto que fomenta la desvitrificación es la presencia de núcleos de cristalización que suelen ser partículas refractarias que no han llegado a disolverse por completo durante la fusión y que suelen ubicarse en la superficie de burbujas, en las gotas que se forman por inmiscibilidad y en la superficie del vidriado, es decir, en aquellos lugares limítrofes entre fases en distinto estado. También pueden formar núcleos  la presencia de residuos extraños como motas de polvo o la grasa de nuestras huellas digitales.

La aparición de una fase cristalina provoca el enturbiamiento de un vidriado transparente, de forma que será más opaco si los cristales se mantienen muy pequeños, o mate si los cristales también alteran la superficie y la hacen rugosa.

Son inhibidores de la formación de cristales el SiO2 y Al2O3, ya que forman la red vítrea con estructura estable y aportan viscosidad. Por otro lado, fomentan las cristalizaciones, es decir, son agentes cristalizantes lo óxidos ZnO, TiO2, MgO, CaO, SrO y BaO, especialmente en vidriados con poco contenido en SiO2 y Al2O3.

Los vidriados mates contienen cristales extremadamente pequeños (no se aprecian individualmente) que se producen durante el enfriamiento pero no alteran demasiado la superficie, la cual se mantiene lisa. Los vidriados mates se desarrollan mejor en atmósfera reductora porque el vapor de agua disminuye la viscosidad del vidriado fundido. 

En el ambiente cerámico, se denominan “vidriados cristalinos» a los vidriados especiales en los que se aprecian a simple vista los cristales del vidriado (el tamaño de los cristales visibles puede llegar a ser de 10 o 12,5 cm.). El resto de vidriados que contienen cristales se denominan “mates”, “opacos”, semi-mates”,…. pero no es habitual decir que son «vidriados cristalinos».