El óxido de zirconio se emplea en cerámica como opacificante blanco. La opacificación se logra con óxido de zirconio (ZrO2) o con silicato de zirconio también denominado zircón (ZrSiO4). El silicato de zirconio opacifica mucho menos que el óxido por lo que es necesario añadir mayor cantidad.
Es el opacificante más utilizado en la industria cerámica, consigue blancos más apagados que los del estaño, pero es mucho más económico. Su opacidad blanca se debe a la reflexión de la luz sobre sus partículas que tienen un tamaño inferior a 5 micrones.
Los vidriados de zirconio suelen dar superficies brillantes y si se quieren hacer mates lo mejor es añadir MgO. Son muy efectivos en cocción reductora.
La opacidad se logra añadiendo entre el 10% y el 30% de silicato de zirconio al vidriado base, o bien añadiendo óxido de zirconio entre un 6% y un 15%. En muchos casos también se utilizan fritas con zirconio.
Cualquier vidriado transparente es válido como base, pero los vidriados alcalinos, los boro-alcalinos y los de plomo necesitan mucho zirconio debido a su alto poder disolvente.
La opacidad del zirconio se ve favorecida si están presentes ZnO, BaO, MgO o SnO2 y si hay contenido alto de SiO2 ya que todos estos óxidos favorecen la cristalización.
El zirconio disuelto, además de silicato de zirconio puede formar cristales de zirconatos con aniones [ZrO4]4- (llamados orto zirconatos), o bien [ZrO3]2- (llamados meta zirconatos). Los zirconatos son los responsables de algunos pigmentos de zirconio y también se pueden integrar en la red vítrea de la sílice con su estructura tetraédrica ejerciendo de óxidos intermediarios (formadores condicionales de red).
El Zirconio, cuando está presente en gran cantidad y a baja temperatura aumenta la viscosidad del vidriado, facilitando la aparición de defectos como los puntos de alfiler y el recogimiento o desconchado. Con óxidos que liberan oxígeno como manganeso, cobalto, antimonio o hierro se pueden formar defectos por burbujas.
Los vidriados blancos de zirconio se aplican en capa gruesa, pero si la capa es demasiado gruesa, debido al incremento de viscosidad del silicato de zirconio, se fomentan los defectos del vidriado.
El zirconio aporta dureza, resistencia química y evita craquelados.
Respuesta al color
El zirconio produce un blanco un poco cremoso, de aspecto frío y duro. Con plomo el color blanco se convierte en crema. Para conseguir un blanco más cálido se puede añadir algo de hierro o de rutilo (menos de un 1%).
Si se quiere colorear, los mejores resultados se obtienen con pigmentos de zirconio.
Materias primas
Como fuentes de circonio se usan el óxido de circonio y el silicato de circonio. También se utilizan otros silicatos elaborados artificialmente con BaO, ZnO, MgO, etc…y por supuesto las fritas de zirconio. Todas estas materias primas son insolubles y no son tóxicas.
Óxido de Zirconio: También llamado zirconia (no confundir con zircón que es el silicato de zirconio) o badeleyita. Producto natural que es un óxido muy refractario. Es un opacificante de características similares al óxido de estaño, más potente que el silicato de zirconio. Muy utilizado en la fabricación de pigmentos.
Silicato de zirconio: También llamado zircón o arena de zirconio. Tiene fórmula ZrO2·SiO2, y es muy utilizado como opacificante para vidriados, especialmente en porcelanas eléctricas, lozas refractarias, sanitarios y productos resistentes a la abrasión. Se dispersa mejor que el óxido de zirconio en el vidriado, por lo que se prefiere su uso frente al óxido. Comercialmente se suministra como harina de zirconio (zircón en partículas de 300 mallas) y como zircón micronizado (con partículas de 5 micras).
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