Vitrificación
El término inglés "vitrification" (vitrificación) significa "vitrificar algo" o "fundir en vidrio". Proviene del término latino "Vitrum", que significa vidrio. En física general, la vitrificación describe la solidificación de un líquido mediante el aumento de su viscosidad durante el proceso de enfriamiento, por lo que no se produce la cristalización y se forma un material amorfo (vidrio).
Vitrificación de materiales cerámicos
En el ámbito de la cerámica, la vitrificación se refiere al proceso de enfriamiento que se produce tras el proceso de fusión de diversas arcillas (Clay), caolín y otras materias primas terrestres y que hace que el cuerpo cocido sea impermeable al agua. En la producción de porcelana, la vitrificación es la última parte de la "fase vítrea".
La influencia de las diferentes fases del vidrio desempeña un papel importante en la producción de materiales cerámicos - al igual que en la porcelana - y eso en muchos aspectos. No sólo es el caso del esmalte transparente del mismo nombre. Sobre todo, durante la cocción a alta temperatura se forma una fase de fusión en el cuerpo, que en muchas combinaciones cerámicas se solidifica hasta alcanzar diferentes grados de vitrificación durante el enfriamiento. Por ejemplo, la porcelana de feldespato cocida entre 1.320 °C y 1.400 °C tiene una proporción de aproximadamente 60% de fase vítrea y 30% de mullita (dependencia de la temperatura de las fases de equilibrio de una masa de porcelana compuesta por 50% de caolín, 25% de feldespato y 25% de cuarzo).
En definitiva, todas las vajillas de cerámica están compuestas en mayor o menor medida por minerales de silicato sinterizados por fusión, pero difieren en su grado de vitrificación. Por lo tanto, el término "vitrificado" no representa un método de fabricación especial y único ni una característica de calidad única. Mucho más decisiva es la pregunta: ¿QUÉ se vitrificó a QUÉ temperatura?
Vitrificación de la porcelana (fase vítrea - enfriamiento)
La auténtica porcelana feldespática (50% de caolín, 25% de feldespato y 25% de cuarzo) se cuece entre 1.300 °C y 1.400 °C. Debido a las materias primas y al nivel de la temperatura de cocción, la mezcla de minerales produce la mullita de aguja que es decisiva para la porcelana.
Tras el punto más alto de cocción en el horno, comienza la fase de enfriamiento (fase vítrea). La masa se enfría lentamente a gran temperatura. El cuerpo y el esmalte se combinan para formar una combinación homogénea de dos capas con casi el mismo coeficiente de expansión. La porosidad del cuerpo es de 0,01 a 0,03% como máximo y su densidad es de 2,1 a 2,6 g/cm3.
La vitrificación es un proceso natural en la producción de porcelana.
Fase de enfriamiento de las vajillas de cerámica
En esta sección explicamos el comportamiento de la cerámica utilitaria ordinaria, que es muy diferente de la cerámica técnica y médica. En el sector de la vajilla, este tipo de cerámica se conoce como gres, loza y Stoneware.
Debido a la menor temperatura de cocción - entre 1.000 °C y 1.260 °C - y a las materias primas inferiores a la porcelana (arcilla en lugar de caolín), en las vajillas de cerámica no se produce la formación de mullita en forma de aguja. En la fase de enfriamiento, la formación de la fase vítrea es mínima en comparación con la porcelana y alcanza una porosidad del cuerpo de 0,5 a 13% y una densidad de 0,19 a 2,0 g/cm3 según la composición del material y la temperatura de cocción. En este tipo de cerámicas, el experto en porcelana habla de la ausencia de la fase vítrea.
Por lo tanto, estas vajillas de cerámica son claramente inferiores a la porcelana en términos de estabilidad física y resistencia superficial. Se rompen más rápidamente. Incluso bajo bajas cargas químicas o mecánicas, los esmaltes se rayan y corroen. Debido a las diferentes temperaturas de la cocción lisa y de la cocción de esmalte, el cuerpo y el esmalte de las vajillas de cerámica tienen un coeficiente de dilatación diferente, lo que también hace que la cerámica sea sensible al estrés térmico (ver grietas).
Vitrificación de Tableware (Vitreous China)
A partir de las raíces de las Staffordshire Potteries inglesas (alfarerías de la ciudad de Staffordshire/Centro de Inglaterra), crecieron en la Inglaterra de la posguerra fabricantes como Churchill, Dudson, Steelite, etc. Las generaciones más mayores seguro que aún conocen el servicio inglés "con motivo de caza" de los años 70 en los colores azul y rosa. Estas empresas se especializaban en la producción de Earthenware, una cerámica de baja cocción que permitía un proceso de subesmaltado. Adaptaron el proceso inventado en los años 40 en Estados Unidos para endurecer la cerámica sanitaria (lavabos y tazas de váter), llamado vitrificación, y lo aplicaron a la producción de vajillas de cerámica.
La vitrificación consiste en la adición de una mezcla de cuarzo muy finamente molido, sienitas nefelinas y otros aditivos a un fundente similar al feldespato para el proceso de fusión, que consigue una estructura más homogénea y una porosidad reducida en la cocción dura. En resumen, el cuerpo cerámico se densifica mediante un refuerzo artificial de la fase vítrea. Así se consigue una impermeabilidad al agua similar a la de la porcelana, y el cuerpo es en muchos casos incluso superior a la porcelana feldespática ordinaria en términos de estabilidad y resistencia mecánica.
Debido a la baja temperatura de cocción es posible mostrar un mayor juego de colores en la decoración de las vajillas de cerámica como la Vitrified Tableware (vajilla vitrificada), pero lamentablemente esto no las hace más duraderas.
Al igual que su material de base, la porcelana vitrificada se somete a diferentes temperaturas de cocción lisa y de cocción de esmalte en el rango de temperaturas más bajo (1.100 °C a 1.240 °C). Por lo tanto, el cuerpo y el esmalte de dicha cerámica vitrificada también tienen diferentes coeficientes de dilatación. A diferencia de lo que ocurre con el gres y la loza, esto no suele provocar grietas, sino una mayor sensibilidad a la corrosión y a la abrasión del esmalte.
Vitrified China, presentada en la publicidad como especialmente resistente, eleva esta técnica de acabado por encima de la cerámica ordinaria y el Earthenware, pero, por otro lado, documenta una fase vítrea de sustitución de la mullita inferior a la de la porcelana.
Fase vítrea de nuestra porcelana High Alumina
Dado que la fase vítrea en la fabricación de la auténtica porcelana es un proceso bastante natural, evitamos llamar al título de esta sección "Vitrificación de la porcelana". Si quisiéramos igualar -desde el punto de vista publicitario- a las empresas inglesas, también tendríamos que dar especial relevancia a este eslogan publicitario "Vitrificado", que, por cierto, es desconocido por la mayoría de los consumidores.
La porcelana de alta alúmina se cuece entre 1.350 °C y 1.400 °C, que es más alta que la porcelana de feldespato ordinaria. La adición del mineral de silicato enriquecido óxido de aluminio (Al2O3), un corindón extremadamente denso y duro, aumenta significativamente el contenido de mullita en la fase vítrea. No deseamos revelar detalles al respecto, por favor. En cualquier caso, "considerablemente" significa una resistencia a la rotura superior a la de la porcelana feldespática ordinaria, hasta un 400% y más. La porosidad, la densidad y la estabilidad de la porcelana High Alumina son también superiores a las de la Vitreous China.
Sin embargo, el factor decisivo para la calidad y la durabilidad de la porcelana High Alumina es la unión homogénea del cuerpo y el esmalte con casi el mismo coeficiente de expansión debido a la cocción dura conjunta, en la que el cuerpo y el esmalte se funden simultáneamente. Esta homogeneidad y la elevada proporción de mullita de aguja hacen que la porcelana High Alumina sea resistente al choque térmico (+-180 °C).
En todas las disciplinas de uso, la porcelana High Alumina es superior a la Vitreous China y también a la porcelana feldespática ordinaria, lo que supone un gran beneficio y sostenibilidad para el consumidor.