Pastas Ceramicas

PASTAS CERÁMICAS
6 de diciembre de 2011

1.

Introducción.

Las pastas cerámicas consisten fundamentalmente en silicatos y silicoaluminatos de Ca, Mg, K y Na (arcillas, cuarzo y feldespatos) y carbonatos de Ca y Mg (calizas y dolomías), que son los elementos más abundantes en la corteza terrestre en sus formas minerales más comunes. La presencia no deseada de nitratos, fosfatos, sulfatos,sulfuros y otras sales en las arcillas suele ser un problema insalvable para la elaboración del soporte. Las arcillas a menudo presentan materia orgánica, cuya presencia en pequeñas proporciones puede resultar positiva, pero cuando es muy abundante da lugar a problemas de reducción del óxido de hierro durante la cocción, generando lo que se conoce como corazón negro. El defecto puede dar lugar adilataciones excesivas en las piezas y a la formación de una porosidad interna que disminuye considerablemente las propiedades mecánicas. La presencia de ésta limita la posibilidad de la utilización de procesos de monococción, ya que para altas concentraciones de materia orgánica se hace necesario los procesos productivos por bicocción. Tradicionalmente en cerámica se dice que la composición delsoporte es triaxial, esto es, está formada por arcillas, feldespatos y cuarzo. Actualmente se tiende a describir estos tres materiales como los componentes de la pasta independientemente de su mineralogía, es decir, se trata de partes bien diferenciadas con funciones especializadas en el proceso de fabricación: plasticidad, fundencia, regulador inerte (que regula tanto la plasticidad actuando a modode desgrasante, como la fundencia actuando a modo de refractario).

1. El componente plástico permite obtener la forma en condiciones óptimas de humedad y es fundamentalmente arcilloso. Este componente también es responsable de otras dos características fundamentales: la contracción en secado y la capacidad de dar lugar a barbotinas de viscosidad y tixotropía idóneas con alto contenido ensólidos por ayuda de pequeñas adiciones de deoculantes. Esta formado por arcillas plásticas tipo illita y/o caolinita en tamaños de partícula óptimos. Los contenidos de minerales de la arcilla del grupo de la montmorillonita suelen ser nulos o muy bajos ya que, si bien aportan alta plasticidad, dicultan enormemente la deoculación, y aumentan en exceso la contracción en secado.

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2. Elcomponente fundente da lugar a un fundido a la temperatura de cocción, que se convierte en vidrio durante el enfriamiento, actuando como elemento de cohesión del resto de las partículas cristalinas. Así se consigue que tenga lugar un proceso de sinterización con fase fundida que cierra la porosidad generada por la descomposición y transformación del componente arcilloso (porosidad abierta). Las materiasprimas empleadas para dicho componente están compuestas por algunas de las siguientes: materias primas feldespáticas, talco, fosfatos, espodumena y wollastonita. El componente fundente debe asegurar la formación de un fundido en la proporción y con la viscosidad de fundido óptimas, ya que de él depende fundamentalmente otro parámetro llamado estabilidad dimensional y también la formación deporosidad cerrada. Además, este componente también actúa sobre la plasticidad, de forma que tiene carácter desgrasante. 3. El componente inerte tiene un papel regulador de los dos anteriores. En primer lugar, actúa como desgrasante disminuyendo el exceso de plasticidad del componente plástico a valores óptimos. En segundo lugar, actúa como refractario ya que ayuda a conseguir la estabilidad dimensionalmodicando el comportamiento del fundente o el contenido total en fase vitrea. El material desgrasante característico es el cuarzo, aunque también se pueden utilizar chamotas, circón y alúmina. El caolín se emplea para aumentar la refractariedad de la pasta y sobre todo para aumentar el grado de blancura, aunque también puede aportar plasticidad a la pasta (dependiendo del tamaño de partícula)...