Articulo de referencia

Defectos del esmalte

Pequeño cuenco de cerámica Guan sobre patas, con un craquelado pronunciado, y en este caso deliberado, en el esmalte. Los defectos del esmalte son cualquier imperfección percibi...

Pequeño cuenco de cerámica Guan sobre patas, con un craquelado pronunciado, y en este caso deliberado, en el esmalte.

Los defectos del esmalte son cualquier imperfección percibida en la calidad superficial del esmalte cerámico , su estructura física o su interacción con el cuerpo. Lo que se considera un "defecto" puede ser subjetivo según la tradición cerámica. Por ejemplo, si bien el agrietamiento se suele considerar indeseable, es una característica distintiva de la cerámica Shino blanca , conocida como yuzu-hada o " piel de yuzu " por su parecido con la cáscara de dicha fruta. En la cerámica japonesa , las grietas en el esmalte también pueden intensificarse con el uso, por ejemplo, debido a manchas de té, de forma similar a la pátina en los objetos de cobre.

Desajuste entre el esmalte y el cuerpo

Ciertos defectos en el esmalte son consecuencia de las diferencias en el coeficiente de dilatación térmica entre el esmalte y la arcilla.

Agrietamiento

El craquelado es un patrón de grietas en forma de telaraña que penetra el esmalte. Es causado por tensiones de tracción mayores que las que el esmalte puede soportar. [ 1 ] [ 2 ] Las causas comunes de tales tensiones son: una diferencia entre las expansiones térmicas del esmalte y el cuerpo; la expansión por humedad del cuerpo; y, en el caso de azulejos esmaltados fijados a una pared, el movimiento de la pared o del material de unión utilizado para fijar el azulejo a la pared. [ 3 ] Las grietas pueden permitir la entrada de agua . Una vez cocido, el material tiende a ser más resistente al craquelado debido a un mejor desarrollo de la capa interfacial esmalte/cuerpo, lo que reduce los gradientes de tensión entre el esmalte y el cuerpo. [ 3 ]

En cerámica, a menudo se distingue entre el craquelado, considerado un defecto accidental, y el "fisurado", que se produce deliberadamente, a menudo de forma muy acentuada. Los chinos, en particular, disfrutaban de los efectos aleatorios del craquelado, aunque este abarca un amplio espectro: en la cerámica Ru es una característica tolerada en la mayoría de las piezas, pero no buscada, mientras que en la cerámica Guan un craquelado pronunciado es un efecto deseado.

Las causas del agrietamiento incluyen: [ 1 ] [ 3 ]

  • Desajuste de la dilatación térmica. Un mal ajuste entre el esmalte y la dilatación térmica del cuerpo es la principal causa del agrietamiento y puede deberse a:
  • El disparo insuficiente da como resultado una expansión térmica del cuerpo que no es suficiente.
  • Disparar demasiado rápido, lo que resulta en no lograr suficiente trabajo térmico .
  • Cuerpo de baja dilatación térmica.
  • Esmalte de alta dilatación térmica.
  • Cocción excesiva de piezas vitrificadas.
  • Expansión por humedad. Los cuerpos porosos se hinchan ligeramente al absorber humedad. Cuando los esmaltes están sometidos a una ligera compresión, esto puede ser suficiente para tensarlos. Este problema provoca un agrietamiento tardío o secundario, que se produce tiempo después de la fabricación de la pieza.
  • Aplicación de un esmalte demasiado grueso. Esta es una causa común de agrietamiento. Los esmaltes, que deberían ser resistentes al agrietamiento, pueden agrietarse si se aplican demasiado gruesos. Esto se debe a que cuanto más alejada esté la superficie del esmalte del cuerpo de la pieza, menor será la compresión que actúa sobre ella.
  • Choque térmico. Abrir el horno demasiado pronto por encima de los 100  °C puede provocar fisuras y deformaciones. Por encima de los 200  °C, puede producirse una falla catastrófica debido a los cambios de volumen en la inversión de la cristobalita (alrededor de los 225  °C).

La prueba de agrietamiento de Steger es un método para evaluar el ajuste del esmalte. Se realiza midiendo cualquier deformación durante el enfriamiento de una barra delgada que fue esmaltada solo por un lado. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Un método común para probar la resistencia al agrietamiento de la cerámica esmaltada es exponer las piezas a vapor en un autoclave a un mínimo de 50 psi. [ 7 ] [ 8 ]

Las reglas de Seger son una serie de reglas empíricas propuestas por Hermann Seger para la prevención del agrietamiento y el descascarillado. Para prevenir el agrietamiento, la pasta cerámica debe ajustarse de la siguiente manera: disminuir la arcilla, aumentar la sílice libre ; reemplazar parte de la arcilla plástica por caolín ; disminuir el feldespato ; moler la sílice más finamente; cocer a temperatura más alta. Alternativamente, el esmalte puede ajustarse: aumentar la sílice y/o disminuir los fundentes; reemplazar parte del SiO₂ por B₂O₃ ; reemplazar los fundentes de alto peso equivalente por fundentes de menor peso equivalente. Para prevenir el descascarillado, la pasta cerámica o el esmalte deben ajustarse en sentido inverso. [ 9 ]

Tembloroso

El temblor describe el desprendimiento del esmalte de la cerámica como resultado de una mayor compresión en la capa de esmalte que en el cuerpo, causada por el hecho de que el esmalte tiene un coeficiente de expansión inferior al del cuerpo de arcilla. [ 10 ]

Es lo opuesto al agrietamiento, al igual que las medidas preventivas: véase la regla de Seger más arriba. El escalofrío también se conoce como descamación . [ 3 ] [ 11 ] [ 12 ]

Lanzamiento de metal

Desde finales de la década de 1960 existen normativas para proteger a los consumidores del riesgo potencial de que materiales tóxicos, principalmente metales, se liberen de los esmaltes a las bebidas y los alimentos. El plomo y el cadmio son los metales que generan mayor preocupación, aunque las pruebas pueden ampliarse para incluir otros. La propensión de cualquier esmalte a liberar metales puede depender de interacciones complejas entre la formulación utilizada, la decoración aplicada y la atmósfera del horno. [ 1 ]

El control del nivel de liberación de metales de la cerámica vidriada forma parte de los procedimientos de control de calidad de todos los productores de renombre. [ 1 ] [ 13 ] Los métodos de prueba se especifican de acuerdo con las normas nacionales e internacionales, aunque las pruebas generalmente implican: la cerámica se sumerge o se llena con una solución de ácido acético al 4% ; se cubre y se deja durante 24 horas a temperatura ambiente , aunque si se prueban utensilios de cocina se necesitan temperaturas más altas; la solución de ácido acético se decanta de la cerámica y la concentración de metal lixiviado se mide mediante espectroscopia de absorción atómica . [ 14 ] Los límites de aceptación se imponen por la legislación y, aunque varían entre países, todos están dentro del rango de ppm . Algunas de las legislaciones más reconocidas son: en toda Europa, la Directiva CE 84/500/CEE de 1984; para el Reino Unido, el Reglamento GB Ceramic Ware (Safety) SI 1647, de 1988; y para los EE. UU., la 'Guía de política de cumplimiento de la FDA 7117.06 y 7117.07 para cadmio y plomo'. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

Defectos en la superficie del esmalte

Ampollas

En ocasiones, una gran burbuja se presenta como un defecto en la cerámica. Las ampollas aparecen como grandes burbujas justo debajo de la superficie o que la penetran, dejando bordes afilados y ásperos que acumulan suciedad. La superficie del esmalte es muy desagradable y parece una masa hervida de burbujas, cráteres y poros. [ 3 ] [ 18 ]

Gateando

Un defecto que se manifiesta como zonas irregulares y sin cubrir de la pieza cocida, visibles a través del esmalte, donde este no se ha adherido o humedecido correctamente durante la cocción. La causa es una unión débil entre el esmalte y la pieza; esto puede deberse a manchas de grasa o polvo en la superficie de la pieza de bizcocho o a la contracción del engobe aplicado durante el secado. Este defecto es más probable que ocurra en piezas de una sola cocción, como los sanitarios. [ 1 ] [ 3 ] [ 19 ] [ 20 ]

Marcado de metales

Metal marks are dark lines, often accompanied by damage in the glaze, caused by the deposition of metal during the use of metal utensils. The cutlery, or other relatively soft metal, will leave a very thin smear of metal on pottery ware if the glaze is minutely pitted. A glaze may have this defective surface as it leaves the glost kiln, or it may subsequently develop such a surface as a result of inadequate chemical durability. The fault is also known as cutlery marking.[3][21][22][23]

Pin-hole

A fault that is commonly the result of a bubble in the glaze when it was molten that burst but was only partially healed. The bubbles are most often from gas that originates from air trapped between the particles of powdered glaze as the glaze begins to mature, or from gases evolved from carbonate compounds.[24][25]

A specific example of pin-holes is Spit-out. These are pin-holes or craters sometimes occurring in glazed non-vitreous ceramics while they are in the decorating kiln. The cause of this defect is the evolution of water vapour, adsorbed by the porous body, during the period between the glost firing and the decorating firing, via minute cracks in the glaze.[26][27]

References

  1. 12345"Ceramics Glaze Technology". J. R. Taylor, A. C. Bull. Institute Of Ceramics / Pergamon Press. 1986.
  2. Ceramic Glazes. 3rd edition. Parmelee C. W. The Maple Press Company. 1973
  3. 1234567Dictionary Of Ceramics. Arthur Dodd & David Murfin. 3rd edition. The Institute Of Minerals. 1994.
  4. W. Steger. Ber. Deut. Keram. 9 (4). 1928.
  5. "Evaluation Of The Steger Method In The Determination Of Ceramic-Glaze Joining". M. Peterson, A. M. Bernardin, N. C. Kuhnen, H. G. Riella. Materials Science and Engineering A 466 (2007). pp. 183–186
  6. "Temperature Gradient Method for Determining Firing Range of Ceramic Bodies". R. Stone. Journal of the American Ceramic Society. Volume 36 Issue 4, pp. 140–142. 2008.
  7. British Standard 3402 and British Standard 4034
  8. "Resultados de las pruebas en autoclave sobre el agrietamiento de sanitarios y azulejos". Revista de la Sociedad Americana de Cerámica . Volumen 29, número 7, págs. 203-204. 2010
  9. Obras completas de Hermann August Seger . HA Seger, E. Cramer. Nabu Press .Edición impresa bajo demanda de 2010.
  10. Hansen, Tony. "Glaze shivering" . DigitalFire . Consultado el 2 de julio de 2024 .
  11. "Defectos de vidriado en vidriados crudos". Ceram. Inf. 18, (207), 348, 1983.
  12. "Métodos para eliminar defectos en el esmalte en la práctica. Parte 1. Agrietamiento y descamación". H. Simonis. Keram. Z. 31, (12), 717, 1979.
  13. "Contramedidas para la liberación de plomo en la decoración sobre esmalte de productos de porcelana". A. Fukunaga. Ceram. Jap. 37, n.º 8, págs. 628, 2002.
  14. "Loza blanca: producción, ensayos y control de calidad". W. Ryan, C. Radford. Pergamon Press / Institute Of Ceramics. 1987.
  15. "Tendencias de decoración en el mercado chino de vajillas". H. Zhou. Ceramic Forum International. DKG 85, n.º 5, 2008, págs. E30–E31.
  16. "Comprensión de los límites de los metales pesados". Industria cerámica. 158, n.º 4, 2008, págs. 36-38.
  17. "Liberación de metales tóxicos de la vajilla de cerámica: Guía de las regulaciones mundiales". J. Dawson. Ceram Research. Publicación especial n.º 145, pág. 18. 2007.
  18. "Formación de ampollas y poros en esmaltes crudos de artículos sanitarios de cerámica. Parte 1. Revisión bibliográfica sobre su formación y determinación". G. Schopwinkel, HW Hennicke. Keram. Z. 41, n.º 11, págs. 830–834. 1989.
  19. ^ "Arrasto: un defecto grave en los esmaltes después de la cocción". SK Mukherji, BB Machhoya, RM Savsani, TK Dan. Ceramurgia 23, núm. 6, págs. 269–275. 1993
  20. "Problema del defecto de propagación del vidrio". H. Mortel, I. Berger. Keram. Z. 45, n.º 5, págs. 259–262. 1993.
  21. "El marcado de los esmaltes mediante cubiertos". WP Howells, W. Roberts. British Ceramic Research Association. Nota técnica 98. 1966.
  22. "Marcado de metales en vajilla". C. Prieur, G. Bisson, C. Casset. "Cerámica industrial" n.º 927, págs. 458–461. 1997.
  23. "Pruebas de resistencia al marcado de metales". ZC Seedorff, RC Patterson, HJ Pangels, RA Eppler. Ceram. Eng. Sci. Proc. 13, n.º 1/2, págs. 196–209. 1992.
  24. "Sugerencias prácticas para el control de defectos en el vidriado. Pt. 2". H. Simonis. Keram. Z. 32, (10), 593, 1980.
  25. Agujeros en la cerámica sanitaria blanca. EG Walker. Asociación Británica de Investigación Cerámica. TN20. 1962.
  26. Las causas de los poros en los sanitarios de porcelana vitrificada. ME Twentyman, P. Hancock. The British Ceramic Research Association. RP. 706. 1979.
  27. "El Libro Verde de AT". págs. 255–268 "Escupir". WT Wilkinson, A. Dinsdale. La Asociación Británica de Investigación Cerámica. 1959.
  • Un estudio de la expansión del esmalte