La porcelana vítrea es un revestimiento de esmalte que se aplica a la cerámica, en particular a la porcelana , después de que se ha cocido, aunque el nombre también puede referirse a la pieza terminada en su conjunto. El revestimiento hace que la porcelana sea más resistente, más densa y más brillante, y es una opción habitual para artículos como inodoros y lavabos. [1] [2] [3]
El desarrollo de la porcelana vítrea sigue de cerca el de otros materiales vítreos como el vidrio , debido a que el proceso de producción es similar en términos de los materiales necesarios, la preparación y la cocción de los mismos. Debido a que un esmalte es esencialmente vidrio aplicado a un sustrato o superficie para cubrirlo, su producción difiere de la del vidrio en solo unos pocos pasos.
Los primeros objetos conocidos que se cubrieron con un esmalte son piedras vidriadas hechas para joyería, que se fabricaron en Egipto ya en el 4000 a. C., en Mesopotamia entre el 5500 y el 4000 a. C., en Europa entre el 1400 a. C. y en el valle del Indo entre el 4500 y el 3500 a. C. [4] El primer caso de aplicación de un esmalte a un sustrato fue en el 3500 a. C. en Micenas y Chipre. [5] La técnica champlevé , que implica primero colocar un polvo de esmalte de vidrio sobre un sustrato y luego cocerlo, fue la técnica predecesora para aplicar porcelana vítrea y fue utilizada por los celtas desde el siglo I a. C. [5]
La porcelana vítrea se utiliza en una variedad de artículos domésticos y sanitarios, como lavabos, inodoros, bidés, urinarios y bañeras. [6] [ se necesita una mejor fuente ] Los artículos que utilizan porcelana vítrea suelen ser los que se conservan mejor cuando se mantienen limpios e higiénicos, para lo cual resulta de ayuda una capa de esmalte de porcelana vítrea. Esos mismos artículos de porcelana vítrea también se benefician de que las manchas y suciedades se eliminan fácilmente debido a la naturaleza de su uso.
La porcelana vítrea se puede encontrar ocasionalmente aplicada en encimeras de cocina y accesorios relacionados. [7] La baja incidencia se debe a la fragilidad de la porcelana vítrea cuando se expone a la fuerza contundente de la vajilla y otros artículos de cocina. En cambio, el plástico y el acero son ejemplos de materiales más comunes para los accesorios de cocina.
La porcelana vítrea también se puede utilizar con fines más estéticos. Entre los artículos a los que se les ha aplicado un esmalte de porcelana vítrea con este fin se incluyen platos y otras piezas de porcelana pintadas con pintura china y huevos de Fabergé .
La porcelana vítrea, al igual que otros esmaltes, es un compuesto de partículas de vidrio, lo que significa que es vidrio (50-70 % en peso ) con partículas no silicatadas esparcidas sobre él que le dan diferentes propiedades. [8] En la mezcla de esmalte vítreo se incluye arcilla, que ayuda a mantenerlo todo unido y le da la flexibilidad necesaria para darle forma durante la cocción, cuarzo que reduce la contracción y feldespato que aumenta la liquidez de la mezcla cuando se cuece en su fase vítrea; esto asegura una baja porosidad en el producto final. [9] [10]
Después de la vitrificación, la porcelana vítrea contiene mullita , un cristal que se forma como resultado de reacciones que tienen lugar en la arcilla. [11] No todo el cuarzo y el feldespato se licúan durante la cocción, por lo que parte de ellos permanece como “relicto” (su forma de polvo anterior a la cocción) en el producto vitrificado final. [11]
El propósito general de aplicar esmalte de porcelana vítrea a un elemento cerámico como un lavabo es brindarle protección, y puede usarse secundariamente con fines estéticos. Al cubrir su sustrato de porcelana, la porcelana vítrea brinda propiedades anticorrosivas y ayuda contra la intemperie y el calor. [5] Su falta de porosidad también evita que las bacterias entren en la superficie del material cerámico y, por lo tanto, evita que se acumulen. Su porosidad hace que absorba menos del 0,5% de agua. [12] La porosidad de la porcelana vítrea se puede reducir aumentando su contenido de feldespato. [9]
La porcelana vítrea es translúcida, lo que, junto con su naturaleza protectora, le ha permitido preservar objetos como joyas y potencialmente conservarlos en el mismo estado durante miles de años. [4]
La viscosidad de la porcelana vítrea durante la cocción depende de la proporción de vidrio con respecto a otras partículas que la componen: una mayor cantidad de partículas da como resultado una mayor viscosidad. [11] La densidad de la porcelana vítrea después de la vitrificación varía de 1,83 a 2,48 gramos por centímetro cúbico. [13] Su coeficiente de Poisson es de 0,5. [11] Su resistencia a la flexión es de 400 a 800 kgf/cm 2 . [14]
En la mayoría de los casos, la porcelana vítrea consiste en una mezcla de arcilla, feldespato, pedernal y arena de cuarzo. [11] Esta mezcla se cuece normalmente una vez a 1200–1300 °C para la mayoría de las aplicaciones, y dos veces para su uso en vajillas: una primera cocción a 900–950 °C y una segunda cocción a 1200–1250 °C. La vajilla se cuece dos veces para reducir su porosidad. [9] Para que la mezcla sea más trabajable, se suele añadir agua. La temperatura de cocción elegida es importante, ya que los cuerpos vítreos y cerámicos son menos resistentes y más porosos si se cuecen demasiado o demasiado. [15]
La fluencia es la distorsión no deseada que sufre un cuerpo vítreo durante la cocción y está influenciada por las propiedades reológicas de la sustancia. [8] [11] Estas propiedades dependen de las partículas en la mezcla de vidrio de porcelana vítrea, que pueden variar en tipo, tamaño (1-50 μm), distribución o forma. [11] La cantidad de mullita en la porcelana vítrea, que está determinada por la cantidad de arcilla en la mezcla inicial, es el determinante principal de la tasa de fluencia durante la cocción. [16] [11]