4to-laboratorio-de-cerámica.pdf

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALÚRGICA

CERÁMICA ME 424R INFORME: VIDRIADO ALUMNO: ESCALANTE VILLANUEVA, JAVIER ANDRES CODIGO: 20144151K DOCENTE: ING. DAVID PEDRO MARTINEZ AGUILAR

LIMA – PERÙ

2017

2 ÍNDICE INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………...3 OBJETIVO...………………………………………………………………………………………..3 FUNDAMENTO TEÓRICO.……………………………………………………………………….4 EQUIPOS Y MATERIALES.………………………………………………………………………4 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.…………………………………………………………...5 CÀLCULOS Y RESULTADOS…………………………………………………….....................7 CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………..9 RECOMENDACIONES…………………………………………………………………………..10 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………...11

3

1.- Introducción A lo largo de la historia la cerámica vidriada ha sido menos habitual que la no vidriada. Esta técnica consiste básicamente en aplicar minerales que vitrifican (sílice o bórax) combinados con elementos endurecedores (como la arcilla y los fundentes) y agentes mezcladores (como el plomo y sosa). El barniz puede aplicarse a un recipiente antes de la cocción o tras la cocción en el grado bizcocho, en el que una vez aplicado el barniz, se vuelve a cocer la pieza. Los ingredientes que forman el barniz deben mezclarse y adquirir un estado vítreo a una temperatura compatible con la que necesita la arcilla. Pueden utilizarse muchos tipos diferentes de barnices. Algunos realzan el color de la pasta, otros lo enmascaran. Los barnices alcalinos, muy utilizados en Oriente Próximo, eran brillantes y, a menudo, transparentes. Tenían una composición a base de sílice y una sal de sodio. Los barnices de plomo son transparentes y tradicionalmente se hacían con sílice mezclada con óxido de plomo. Los barnices al estaño, opacos y blancos, fueron introducidos en Europa por los ceramistas árabes y se utilizaron en la cerámica vidriada española, en la mayólica italiana, en la loza fina europea y en la cerámica de Delft, ciudad holandesa que en el siglo XVII era el centro de la loza estannífera de calidad. Con el paso del tiempo, chinos y japoneses los emplearían para los objetos destinados al mercado europeo.

2.- Objetivo 1. Comprender en qué consiste el vidriado cerámico, viendo primero la teoría de los mismos y luego corroborándolo con la práctica realizada en el laboratorio.

4

3.- Fundamento Teórico Los barnices cerámicos son recubrimientos de silicatos impermeables que se forman sobre las piezas cerámicas por fusión de mezclas de materiales inorgánicos. Son productos de reacción a alta temperatura de la sílice con los óxidos básicos, dando soluciones amorfas al enfriar. Constituyen una sección especializada del grupo de sustancias vítreas conocidas como vidrios, que suelen considerarse como líquidos subenfriados de gran fricción interna. Como el vidrio, tienen las mismas propiedades físicas y químicas: transparencia, brillo, dureza, resistencia mecánica, fragilidad, resistencia al ataque químico, etc. Se diferencian del vidrio en que la composición del barniz debe ser tal que se adhiera a la superficie de la pieza a la que recubre y cuya forma toma, para lo cual debe ser algo rígido cuando se derrite de modo que no fluya y se salga de la pieza. El vidrio, en cambio, debe ser poco viscoso y muy fluido al derretirse y así podérsele dar distintas formas por diferentes métodos como el soplado, moldeado, etc. Con el vidrio se opera como tal, mientras que en el caso del barniz se aplica sobre la pieza los componentes en polvo mezclados con agua como si fuera una crema y ésta recién se convierte en barniz a llegar a su punto de maduración por la quema. La rigidez del barniz se consigue proveyendo una pequeña cantidad de alúmina, la que aumenta la viscosidad del barniz. La alúmina, así mismo, evita la formación de cristales. El barniz debe de estar constituido por componentes que no tengan tendencia a formar cristales por si mismos o por reacción con alguno de los otros componentes. Las cualidades que debe presentar un barniz son: 1) Ser insoluble en el agua, en álcalis y en los ácidos que pueda encontrar durante el servicio. 2) Ser impermeable a todos los líquidos. 3) Presentar resistencia a mancharse y a los arañazos. 4) Ser resistente al cuarteamiento y al pelado. 5) Tener apariencia agradable y decorativa, si se requiere. Aunque que pieza esté sinterizada y totalmente vitrificada y ya sea impermeable, puede mejorársele por el vidriado, que le dará una superficie más dura, pareja y brillante. Los barnices o “vidriado” son soluciones sólidas, producidas por la reacción de los óxidos ácidos con los óxidos básicos, pero no se les considera sales porque no poseen algunas de las características de éstas, tales como la de cristalizar y presentar un punto de fusión bien definido.

4.- Equipos y Materiales    

Producto del anterior laboratorio cocido. Serie de barnices Cerámicos. Utensilios de los ceramistas. (Pinceles) Botellas de plástico parcialmente rotas.

5

5.- Procedimiento Experimental El procedimiento a seguir para realizar este moldeo fue el siguiente: 1.- Una vez que tenemos el producto cocido el procedimiento es sumergir dicho producto en el barniz que se elija, en este caso se escogió el barniz amarillo y se realizó la inmersión. Sin embargo, debido a la longitud de la botella y la longitud del producto, no se pudo realizar la inmersión en una sola pasada sino en dos pasadas. Eso se verá mejor en la sección “Recomendaciones” pues esto no se debe de hacer. 2.- Luego de haber pintado todo el producto de este color, se hace las respectivas decoraciones con pincel para las zonas de las hojas del choclo y se le añade un decorativo sombrero blanco nuevamente por una inmersión muy rápida a diferencia de la primera que si se tomó como 10 segundos en realizarla.

Figura 8.1. “Pintando” el producto cocido

3.- Terminamos de decorar el producto y se lo entregamos al docente del curso para que realice la cocción del mismo la cual fue a una temperatura de 1030 °C. Nuevamente, por razones de espacio se mostrará la imagen en la siguiente hoja del informe.

6

Figura 8.1. Producto Vidriado

Como se puede apreciar, la zona del sombrero no salió como se deseó, fundamentalmente porque nos excedimos en la adición de barniz a esta zona. También en la zona de los pies se ven tonalidades amarillentas que indican que en esas zonas no se utilizó bien el pincel para pintar el producto cocido. Se nota cierto tono blanquesino en la base amarilla del choclo.

7

6.- Cálculos y Resultados Se realizó una tabla en Excel que nos permite determinar la fórmula del barniz cerámico, muy similar al ejercicio visto en la clase de práctica del presente curso. Determinación de la Fórmula del Barniz Cerámico MATERIAL

FÓRMULA

%

Peso(g)

Peso equivalente

Equivalente

Arcilla

Al2O3.2SiO2.2H2O

10

10

258

0.03875969

Sílice

SiO2

10

10

60

0.16666667

Talco

3MgO.4SiO2.H2O

10

10

126

0.07936508

Plomo Blanco

PbO

70

70

223

0.31390135

Suponiendo un Peso de 100 gramos

100

Recordando las fórmulas químicas de los materiales a trabajar. (Luego identificamos los refractarios (Sean ácidos, básicos y neutros) presentes en la muestra o material. MATERIAL

FÓRMULA

BÁSICO S

NEUTROS

ÁCIDOS

Arcilla

Al2O3.2SiO2.2H2O

a (MgO)

-

-

Sílice

SiO2

-

x (Al2O3)

y (SiO2)

Talco

3MgO.4SiO2.H2O

b (PbO)

-

-

Plomo Blanco

PbO Figura 6.1. Calculando equivalentes del Material

Material / Barniz Arcilla Sílice Talco Plomo Blanco

0.03875969 0.166666667 0.079365079 0.313901345

a (MgO) 0.238095238 0.238095238 -

b (PbO)

x (Al2O3)

0.313901345 0.03875969 0.03875969 0.313901345 -

Figura 6.2. Balance de carga para calcular coeficientes de los refractarios

y (SiO2) 0.561646364 0.07751938 0.166666667 0.317460317 -

8 BÁSICOS 0.238095238 0.313901345

NEUTROS 0.03875969 -

ÁCIDOS 0.561646364 -

0.551996583 Aplicando el factor de correción que vendría a ser : 1/0.55199 BÁSICOS

NEUTROS

ÁCIDOS

0.431334623 0.568665377

0.070217264 -

1.017481595 -

1

Figura 6.3. Cálculo de la fórmula del barniz cerámico

9

7.- Conclusiones 1. No se tuvo mucho cuidado al momento de realizar el barnizado pues la capa de barniz no debe ser de mucho espesor, ya que si es así, se puede embarrar todo el producto vidriado, malogrando su belleza exterior (Esto fue lo que sucedió en nuestro caso y es la razón principal por la cual parte del barniz blanco descendió por la zona del barniz amarillo). 2. El proceso de barnizado parece simple y sencillo a simple vista; sin embargo, se requiere de mucha precisión para obtener los resultados deseados, en nuestro se aprendió cómo todos estos factores afectan nuestro producto final. 3. Salvo por el defecto del sombrero blanco, podemos decir que la pieza tiene un acabado regular de vidriado, siendo los colores muy intensos amarilla (Con la tonalidad del producto) y las zonas verdes de la parte frontal han cedido un poco al color amarillo del mismo.

10

8.- Recomendaciones 1. Cuando se hace un inmersión, tratar que esta se completa pues en nuestro caso no se hizo así y se tuvo un error en la zona de separación entre las dos inmersiones, la cual se tuvo que remediar manualmente, generando notorias imperfecciones y así no obtendremos un espesor constante como se quiere a lo largo de la pieza, mostraremos una imagen que ejemplifica este defecto. La imperfección se nota por la zona de la nariz.

Figura 8.1. Diferencia de Espesores en la nariz del choclo

2. Para motivos de que la textura sea uniforme, es recomendable usar un solo color para obtener un espesor más uniforme y así podemos evitar los problemas de embarramiento del barniz al momento de la cocción del producto barnizado.

11

9.- Bibliografía 1. Clases de Teoría y Práctica del curso de Cerámica – Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica. Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú. 2. VALDEZ DE LA TORRE, B. Cerámica y Refractarios. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología – CONCYTEC. Primera Edición. Lima, Perú. P 71-72.