El dióxido de titanio se emplea como opacificante en los vidriados, pero también es un colorante y modificador de color, fundente en alta temperatura y un potente agente cristalizador.
El dióxido de titanio TiO2 es un formador de vidrio condicional cuando se disuelve en la red vítrea, pero la mayor parte del titanio permanece insoluble en la sílice durante su fusión, formando cristales durante el enfriamiento, dando lugar a opacidad blanca, mates y vidriados cristalinos.
En compañía de otros óxidos alcanza la fusión a los 1120º y se convierte en un fundente fuerte que acelera la fusión del vidriado.
Una cantidad de TiO2 por debajo del 1% puede ser completamente disuelta por el vidriado, pero en mayor proporción cristaliza durante el enfriamiento. El 5% suele bastar para una opacidad completa a la vez que hace que el vidriado pierda brillo y sea semimate o mate. Más allá del 5-6% se produce saturación y la superficie se hace muy seca e inestable.
Los vidriados alcalinos (muy disolventes) necesitan más cantidad de titanio para opacificar o matear pero con ellos se obtiene el blanco de titanio más puro, especialmente si el TiO2 está en forma de anatasa (octaedrita) y el vidriado alcalino es rico en SiO2, sin plomo ni hierro. Los vidriados que llevan plomo, o los vidriados muy viscosos, necesitan menos cantidad de TiO2 porque el TiO2 se funde enseguida y en el enfriamiento segrega sus cristales. En cualquier caso, se obtienen blancos de titanio sobre cualquier vidriado que sea viscoso en el fundido y que se enfríe de forma rápida.
Por encima del 10% se producen cristales de rutilo de gran tamaño, cuya superficie es mate, dando lugar a los vidriados cristalinos de rutilo. Las cantidades máximas suelen estar entre el 10 y 15% aunque hay vidriados de plomo que pueden llegar a admitir hasta el 25%.
La tendencia a cristalizar del titanio se ve favorecida con la presencia de CaO, SnO2, MgO y ZnO.
Los cristales de titanio pueden ser los formados por el dióxido TiO2 llamados anatasa y rutilo, ambos son estructuras tetragonales dipiramidales (de dos pirámides unidas por su base) y prácticamente iguales, pero la longitud de las caras de las pirámides es distinta, y también puede formar titanatos.
Los titanatos pueden formarse con el anión meta-titanato [TiO3]2- que suelen tener estructura tipo “perovskita” (semejante al rutilo y la anatasa), o bien con el anión ortotitanato [TiO4]4- ) que suelen tener estructura de espinela. Los titanatos son los responsables de algunos pigmentos de titanio y también se pueden integrar en la red vítrea formando silicatos como la esfena, o bien entrando a formar parte de la red vítrea con su estructura tetraédrica y ejerciendo de óxidos intermediarios (formadores condicionales de red).
La esfena o titanita es un cristal de silicato de calcio y titanio CaTi(SiO4)O con un alto índice de refracción (2,33) por lo que es muy opacificante.
En general, el titanio favorece los crecimientos cristalinos (desvitrificación) de los alcalinotérreos y del zinc debido a que el rutilo se separa a temperaturas elevadas y hace de núcleo de cristalización para otras fases cristalinas.
Los vidriados de titanio se aplican en capa gruesa. Tiene un CET moderado. La tensión superficial es media pero la viscosidad es alta. El TiO2 aporta dureza y resistencia a los ataques químicos porque sube el punto de fusión y lo estabiliza frente a filtraciones, aunque como endurecedor es menos eficiente que calcio y magnesio.
Respuesta al color
El blanco de titanio es opaco de color blanco lechoso, que puede amarillear por la presencia de mínimas trazas de hierro, o por la presencia de plomo o boro, o porque los cristales de rutilo amarillentos que se forman durante el enfriamiento son muy numerosos o se hacen muy grandes (en ambos casos amarillean y dan matidez a la superficie).
La opacidad blanca de titanio suele presentarse en forma de manchas o nubes, que se ven mejor si se colorea y son muy visibles con cobre.
En las pastas, el titanio acentúa el color de la pasta y si hay hierro produce colores crema.
En cantidades alrededor del 1% intensifica los colores, en cantidades del 2 al 5% produce moteados y en cantidades entre el 6 y el 20% cambia los colores y produce superficies mates.
El TiO2 amarillea y transforma el color de otros pigmentos. Si se desea que no modifique otros colores, debe emplearse en fritas con alto contenido en calcio para que se forme el compuesto esfena CaO-TiO2-SiO2
Los colores de TiO2 son los siguientes:
- Amarillos de titanio en oxidación sobre vidriados de PbO en baja temperatura y sobre vidriados con algo de contenido en Fe2O3 en alta temperatura
- Beige en oxidación mezclando titanio con manganeso o níquel
- Marrón en oxidación añadiendo rutilo a los vidriados
- Azul de titanio en reducción. En reducción produce coloraciones gris violeta, azul grisáceo o azul intenso dependiendo de la intensidad de la reducción.
- Naranjas de Sb+Ti+Cr: Los vidriados con antimonio o titanio a los que añadimos vestigios de cromo (Sb+Ti+Cr) colorean de naranja.
El titanio modifica también muchos colores. Oscurece al amarillo de Nápoles. Con el cobalto hace que el azul claro se vuelva gris azulado y el azul intenso cambie a verde. Con el hierro transforma los marrones en amarillos o anaranjados y en reducción transforma los azules celadón en verdes. Con el cobre transforma el verde en amarillo.
A veces, muestra un comportamiento interesante por la reflexión de la luz (fototropía). Los cambios en el grosor de la capa de vidriado con titanio producen variegaciones. Los vidriados de rutilo, cuando son fluidos, se suelen emplear como vidriados reactivos.
Materias primas
Las materias primas para añadir titanio a un vidriado no son tóxicas y son el Óxido de Titanio (IV) TiO2, y el Rutilo (mineral de TiO2 con trazas de Fe2O3 y otros óxidos). También puede utilizarse el silicato llamado Titanita CaO·SiO2·TiO2, y la Ilmenita FeTiO3, junto a las fritas de titanio.
Como materias primas solubles se utiliza ≋ el cloruro de titanio (IV) TiCl4.
Óxido de Titanio: Dióxido de Titanio o Anatasa. Insoluble en agua, ácidos y bases diluidas, pero soluble en ácido fluorhídrico y sulfúrico concentrado. Opacificante y modificador de color aportando tonos amarillentos. El rutilo es entre un 20% y un 40% más opacificante que la anatasa.
Rutilo: Mineral de óxido de titanio con una cantidad variable de impurezas de hierro que puede llegar hasta el 15%. Es muy utilizado en los vidriados para crear colores con textura.
Ilmenita: Mineral natural de titanato de hierro, FeO·TiO2, PM: 151,7. Se utiliza como colorante para vidriados pero, al ser muy duro y de grano relativamente grueso, produce efectos de textura como puntos que se disuelven en mayor o menor medida en el vidriado.
Titanita: También llamada esfena, tiene como fórmula CaO·SiO2·TiO2. Mineral silicato (nesosilicato) que a veces se separa del vidriado y produce efectos cristalinos y superficies mate. Se suele utilizar para introducir el opacificante titanio en los vidriados.
Artes Cerámicas 
Un comentario en “Titanio”