14/10/2010

Cocción en el procesamiento cerámico Carlos Paucar [email protected]

Contenido • • • • • • • • •

1)Consideraciones generales . 2) Las transformaciones que se desarrollan en la cocción 3) Sinterización 4) El ciclo de cocción 5) Varios tipos de cocción 6) Los combustibles 7) Hornos de cocción de la cerámica 8) Ejemplo de aplicación cerámica tradicional 9) Consideraciones sobre las causas más comunes de fallas

Escuela de Química Facultad de Ciencias Grupo cerámicos y vítreos

Referencias 1)Notas procesamiento cerámico Profesor Ramiro Restrepo 2) Advanced Ceramic Processing and Technology, vol I’, ed. JGP Binner, Noyes Publications, New Jersey, USA, 1990.. Dr.BINNER, Jonathan Graham Peel 3) Better Ceramics Through Processing’, ed. JGP Binner and J Yeomans, British Ceramic Proceedings No. 58, Institute of Materials, 1998. 4)Tecnología cerámica aplicada / SACMI; Asociación Española de Técnicos Cerámicos ; traducción del italiano por Arnold van Gelder. – Castellón de la Plana: Faenza Editrice Ibérica, 2004. 5) Brian S. Mitchell An introduction to materials engineering and science: for chemical and materials engineers 6) Suk-Joong L.Kang , Sintering Densification,Grain Growth, andMicrostructure 7) Understanding solids: the science of materials. Richard J. D. Tilley 2004 John Wiley & Sons, Ltd

Temas exposicion grupo •

Materias primas : Characterization of ceramic tiles prepared from two clays from Sergipe

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Esmalte -Color : Ceramic application of mica titania pearlescent pigments ciclos coccion propiedades

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Variables cocción Possibilities to control ceramics properties by changing firing cycles

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temperature and atmosphere: Effect of firing temperature and atmosphere on sintering of ceramics made from Bayer process bauxite residue

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Sinterización y propiedades : Sintering effects on the development of mechanical properties of fired clay ceramics

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Evaluación • • • •

De la evaluación global : Presentación Jueves 7 de Octubre 40% Evaluación Global 60% Referencias

1) Consideraciones generales .

Densificación : Preparation of cordierite-based porous ceramic micro-filtration membranes using waste fly ash as the main raw materials Diseño y Caracterización térmica : Design of glass–ceramic complex microstructure with using onset point of crystallization in differential thermal analysis Recycled waste : Incorporation of sludge waste from water treatment plant into red ceramic

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ASPECTOS FISICO-QUIMICOS DE LA COCCION

FENOMENOS QUE SE PRESENTAN DURANTE LA COCCION DE LA CERAMICA

CONTRACCION-EXPANSION DURANTE LA COCCION

SINTERIZACION

REACCIONES QUIMICAS – EJEMPLOS: DESHIDRATACION DE LA ARCILLA, PERDIDA DE CO2 DEL CARBONATO DE CALCIO, CAMBIOS ESTRUCTURALES DEL CUARZO

FORMACION DE FISURAS FINAS O GRUESAS DURANTE CALENTAMIENTO O ENFRIAMIENTO

SINTERIZACION: UNION DE LAS PARTICULAS POR TRANSFERENCIA DE MASA

INFLUENCIA DE “CHOQUES TERMICOS”

CAMBIOS DE TAMAÑO: UNOS DEBIDOS A LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA Y OTROS DEBIDOS A CAMBIOS CRISTALOGRAFICOS

REACCIONES QUIMICAS

TRATAMIENTO TERMICO Y CURVAS TEMPERATURATIEMPO

FORMACION DE VIDRIOS - EJEMPLOS: FUSION DEL FELDESPATO

CONTROL DE TEMPERATURA

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TRANSFERENCIA DE CALOR La liberación de energía térmica es sólo la primera etapa de la la operación de calefacción. Esta energía tiene que ser transferido a la material a calentar. Hay tres tipos fundamentales de transferencia de calor: conducción, convección y radiación. Todos los modos de transferencia de calor exigen la existencia de una diferencia de temperatura Si desde el medio de alta temperatura a una temperatura mas baja. La conducción es la transferencia de calor de una parte de un cuerpo a otra parte del cuerpo mismo, o de un cuerpo a otro que está en contacto físico con él. La convección es la transferencia de calor de un punto a otro dentro de un líquido, gas o líquido, mediante la mezcla de un porción del líquido con otro. En la convección natural, el movimiento del fluido es enteramente el resultado de las diferencias en la densidad resultante de la temperatura.

DENSIFICACION DE LAS CERAMICAS AVANZADAS COCCION: TRATAMIENTO DE ALTA TEMPERATURA, Y SINTERIZACION: REMOCION DE POROS ACOMPAÑADA DE CONTRACCION REQUISITOS: -PRESENCIA DE UN MECANISMO DE TRANSPORTE, Y -UNA FUENTE DE ENERGIA QUE ACTIVE Y SOSTENGA DICHO TRANSPORTE

CONTRACCION LINEAL EN LA COCCION A DIFERENTES TEMPERATURAS DE UNA PASTA CERAMICA

PROPIEDADES DE USO CARACTERISTICAS LADRILLOS: RESISTENCIA A LA HUMEDAD Y A LA INTEMPERIE – EXPANSION POR HUMEDAD PORCELANA ELECTRICA: VOLTAJE DE RUPTURA LOZA DE MESA: RESISTENCIA AL LAVADO CON DETERGENTES AZULEJOS: RESISTENCIA AL RAYADO, A LA FRICCION Y A LA FISURACION (ESMALTE) REFRACTARIOS: RESISTENCIA AL CHOQUE TERMICO Y A LA TEMPERATURA

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Cocción • Es la operación fundamental del proceso tecnológico, ya que da origen al material cerámico, transformando las materias primas de la pasta en nuevos compuestos cristalinos y vítreos que confieren al producto cocido unas propiedades concretas: la insolubilidad y la solidez que garantizan el mantenimiento de la forma, la resistencia mecánica, la porosidad o la impermeabilidad, la resistencia química, etc.....

Cocción •

Por lo que se refiere al revestimiento vítreo, la cocción provoca su fusión, la formación de una capa continua vidriada, bien anclada y compenetrada con el soporte, con particulares propiedades químicas y físicas y con determinadas características estéticas. La cocción consiste en el calentamiento, por lo tanto, en la transmisión de energía al producto seco hasta una temperatura establecida y durante un tiempo determinado, para que se puedan desarrollar las transformaciones químicas y físicas que llevan a la pasta y al esmalte a adquirir las propiedades requeridas del producto cerámico. Los parámetros operativos se establecen en función de los conocimientos químicos y del comportamiento técnico de las materias primas empleadas, y a través de los análisis preliminares realizados sobre las mismas, especialmente mediante los análisis térmicos. Los equipos actualmente disponibles permiten reproducir, de modo cada vez más preciso, las condiciones de operación, realizando cocciones extremadamente controladas, la base indispensable de cualquiera producción normalizada y serial.

Etapas • • • • • • • • •

Por encima de 100 °C: eliminación del agua higroscópica, o la humedad residual después de un secado no perfecto, o la reabsorbida en la fase de esmaltado y del ambiente; - hasta 200 °C: eliminación del agua de cristalización, cuyas moléculas están ligadas por absorción en las estructuras cristalinas; - entre 350 °C y 650 °C: combustión de las sustancias orgánicas, que pueden estar presentes en diferentes proporciones en las arcillas, y la disociación oxidante de los sulfuros minerales (p. ej. pirita FeS ) con la liberación de anhídrido sulfuroso; - entre 450 °C y 650 °C: eliminación del agua de constitución (deshidroxilación) y consiguiente destrucción del retículo cristalino arcilloso; - a 573 °C: transformación alotrópica del cuarzo α en β, que genera un brusco aumento de volumen; - entre 800 °C y 950 °C: descarbonatación de la caliza y la dolomita con la liberación de C02; - a partir de 700 °C: formación de nuevas fases cristalinas constituidas por el SiO2 de los silicatos y silicoaluminatos complejos; - a partir de aproximadamente 900 °C: disociación térmica de las otras sales presentes, como los sulfatos y fluoruros; - si se alcanzan temperaturas superiores a 1000 °C, se pueden evaporar algunos componentes de las pastas y los revestimientos como los óxidos alcalinos, el óxido de plomo, el óxido de cinc, el anhídrido bórico.

Las transformaciones en la cocción • •

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La cocción se realiza a través de la propagación de calor dentro del horno y en la masa le los productos cerámicos. El calentamiento provoca la dilatación de los productos, a causa del aumento de la amplitud de las vibraciones de los átomos que los compone. La magnitud de este fenómeno depende de la naturaleza química del material, de su estructura cristalina o vítrea y de sus proporciones relativas, de las transformaciones que se desarrollan durante el calentamiento; se ha constatado que los compuestos cristalinos presentan una mayor dilatación con respecto a los vítreos, como las estructuras compactas con respecto a las porosas. Ya que los materiales que componen los productos sufren, en el transcurso de la cocción, transformaciones que conducen a la desaparición de determinados compuestos, la la formación de otros nuevos, la dilatación refleja esta evolución con un desarrollo en función de la composición inicial de la pasta, de las transformaciones que se producen .

CAMBIOS EN EL CUARZO EL FELDESPATO Y LA ARCILLA A DIFERENTES TEMPERATURAS

2) Las transformaciones que se desarrollan en la cocción

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Las transformaciones que se desarrollan en la cocción La cocción se realiza a través de la propagación de calor dentro del horno y en la masa de los productos cerámicos. El calentamiento provoca la dilatación de los productos, a causa del aumento de la amplitud de las vibraciones de los átomos que los compone. La magnitud de este fenómeno depende de la naturaleza química del material, de su estructura cristalina o vítrea y de sus proporciones relativas, de las transformaciones que se desarrollan durante el calentamiento; se ha constatado que los compuestos cristalinos presentan una mayor dilatación con respecto a los vítreos, como las estructuras compactas con respecto a las porosas.

Dilatación térmica •

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Por lo tanto, en la primera cocción, a igualdad de la temperatura final alcanzada, una pasta presenta un comportamiento dilatométrico diferente de lo que se obtendría durante calentamientos sucesivos: la dilatación térmica relativa a la primera cocción es irreversible, mientras que la de una composición de pasta ya cocida y calentada de nuevo es reversible Otra transformación física que se produce durante la cocción es la fusión de los fundentes integrados en la composición de la pasta o del esmalte. En el sector cerámico se encuentra la fusión de mezclas eutécticas que permite la obtención de una fase líquida a temperaturas más bajas de aquellas necesarias para fundir los materiales individuales; se ha constatado que cuanto más numerosos y complejos son los posibles eutécticos entre los óxidos aportados por las materias primas, más fundente resulta la composición. La acción de fusión contrasta, en sucesión, con aquella expansiva descrita anteriormente, y provoca una serie de transformaciones estrechamente correlacionadas entre sí: disminución de la porosidad —> aumento de la densidad —» reacciones sólido-sólido y sólido-líquido —> incremento de las propiedades tecnológicas.

ESQUEMA DE UN DILATOMETRO ABSOLUTO SEGÚN SEARLE

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ANALISIS TERMICO DIFERENCIAL “DTA” DE UNA ARCILLA CAOLINITICA

CURVA DILATOMETRICA DE UNA ARCILLA CAOLINITICA

Luego de la cocción 23

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Vitrificación durante la cocción • Por lo que se refiere al revestimiento vítreo, la cocción provoca su fusión, la formación de una capa continua vidriada, bien anclada y compenetrada con el soporte, con particulares propiedades químicas y físicas y con determinadas características estéticas. La cocción consiste en el calentamiento, por lo tanto, en la transmisión de energía al producto seco hasta una temperatura establecida y durante un tiempo determinado, para que se puedan desarrollar las transformaciones químicas y físicas que llevan a la pasta y al esmalte a adquirir las propiedades requeridas del producto cerámico.

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la viscosidad del sistema

Con el aumento de la temperatura crece progresivamente la proporción de fundido y, al mismo tiempo, disminuye la viscosidad del sistema. Se verifica un gradual reblandecimiento del conjunto y una progresión de los fenómenos ligados a la formación de la fase líquida: infiltración del líquido en las cavidades de la masa, disolución de los gránulos difusión del material disuelto en el residuo de la fase líquida, cristalización del soluto ei equilibrio con el disolvente una vez alcanzada la saturación. Al mismo tiempo, aumenta: los inconvenientes relativos a esta reducción de la viscosidad de la pieza, que comporta un control más difícil de la curva de gresificación del material (desarrollo de la contracción y absorción de agua en función de la temperatura) y la posibilidad de defectos con planaridad debidos a la falta de homogeneidad de la superficie de apoyo de la baldosa sobre rodillos en movimiento.

• En el transcurso de estas reacciones se pueden formar algunos compuestos en el estado gaseoso que tienden a alejarse, saliendo a través de los espacios intergranulares, será por lo tanto de primaria importancia que se sometan a cocción baldosas con un grado idóneo de compactación, que permita alcanzar la sinterización óptima, uniendo sin embargo una buena permeabilidad a los gases, para favorecer la expulsión e los productos gaseosos de pirólisis y oxidación y, al mismo tiempo, el intercambio ; gaseoso con la atmósfera del horno, en particular con el aire y, por tanto, con el oxígeno que contiene.

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Otro fenómeno físico, causado por el aumento de la temperatura, es la transformación polimorfa reversible del cuarzo a en cuarzo (575 °C) y luego, a temperaturas superiores, en tridimita y cristobalita. A estas transformaciones se asocian reordenaciones estructurales expansivas durante el calentamiento, y de contracción en el enfriamiento. Mientras en el primer caso, la estructura total de la baldosa todavía es suficientemente elástica y "desligada" para poder absorber estas dilataciones sin excesivos inconvenientes, la contracción asociada a la transformación de cuarzo (Beta » cuarzo durante el enfriamiento es soportada por una pieza ya rígida y rica en nuevas fases frágiles: esto comporta la necesidad de programar el ciclo de enfriamiento con particular cautela alrededor de esta temperatura. El mismo razonamiento sería de aplicación, obviamente, si hubiera que someter un material ya cocido a un elevado grado de gresificación, a una nueva cocción: en este caso, habría que adoptar también análogas precauciones en la fase de precalentamiento de las baldosas. La energía suministrada a las materias primas provoca su descomposición y los compuestos derivados de estas reacciones se convierten en los reactivos responsables de la formación de los minerales que constituyen el producto cerámico: estas transformaciones se desarrollan a diferentes temperaturas, de acuerdo con las energías requeridas.

• En efecto, también los gases presentes en el ambiente del horno (atmósfera de cocción) pueden activar las reacciones con los materiales presentes en las pastas y en los revestimientos, o con los productos de sus transformaciones. Muy a menudo se trata le gestionar la atmósfera de cocción de modo de orientar la evolución de las reacciones en el sentido deseado: de esta forma, para las transformaciones que desarrollan gases que necesitan oxígeno, se crean circulaciones de aire que favorezcan la renovación gaseosa y la creación de una atmósfera oxidante; por el contrario, cuando se quiere obtener un ambiente pobre en oxígeno, o incluso reducir los óxidos presentes, se reduce la circulción del aire y/o se admiten sustancias que producen en el ambiente de cocción gases reductores como CO y C2O. Esto puede obtenerse variando la introducción de aire con la atmósfera del horno, por la oportuna regulación de los aires secundarios de los quemadores, o variando la consigna de presión relativa de los gases en las diferentes zonas del horno, situando, por lo tanto, en presión o en depresión las diferentes partes leí horno mismo.

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• Por ejemplo, las sustancias orgánicas presentes se queman, a 300 y 450 °C, generando anhídrido carbónico y vapor acuoso; si el calentamiento es gradual, la circulación de aire es buena y no se produce una vitrificación superficial, la combustión se completa a unos 600 °C, dejando residuos mínimos generando una porosidad fina. • En el caso contrario, las sustancias orgánicas sufren una destilación seca con la producción de carbono y otros productos de reducción, que ennegrecen la masa de la pasta esta (defecto de corazón negro); el carbono reacciona con los óxidos circunstantes solo a temperaturas más altas, con su reducción de acuerdo con el siguiente esquema Me = metal genérico): • Me2O3 + C → 2MeO + CO o bien MeO + C→ Me + CO • Estas reacciones comportan un desarrollo gaseoso de óxido de carbono y determinan un cambio de color hacia el gris negro, un desarrollo alveolar de la masa y una sobrecoc-ción local. • En el mismo intervalo térmico (350-500 °C) se inicia la oxidación de la pirita, even-tualmente presente como impureza, que se completará a una temperatura más alta: • FeS2 + O2 → FeS + SO2 → 4FeS + 7 O2→ 2 Fe2O3 +4SO2

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La constitución, a alta temperatura, de compuestos cristalinos de neoformación con los silicatos y silicoaluminatos de calcio provoca, en la masa de la pasta, un aumento de volumen que recupera y, en alguna medida, supera la contracción observada con la destrucción del retículo cristalino de los minerales arcillosos. Este aun de volumen permanece también después del enfriamiento y explica por qué los productos constituidos por estas pastas, cuando se cuecen a dichas temperaturas, no producen la contracción de sus dimensiones, sino más bien una dilatación. La fase líquida que se forma a alta temperatura, gracias a la presencia de feldespatos ricos en elementos alcalinos, es inicialmente muy viscosa y esto asegura a los pro un cierto mantenimiento de la forma; a continuación, la viscosidad disminuye con e mentó de la T, más velozmente para las composiciones sódicas, más lentamente parí potásicas.

• En los esmaltes, a causa de la composición más rica en fundentes, el material se transforma casi completamente en un líquido dotado de una cierta viscosidad: pueden quedar sin disolverse las sustancias agregadas intencionadamente para provocar determinados efectos como la opacidad del vidrio o su coloración por la pigmentación. • Los procesos de infiltración, disolución, difusión y cristalización también se desarrollan en la zona de contacto entre el esmalte y el soporte, y son los responsables de la formación de la capa intermedia que ancla el esmalte en el bizcocho. La profundidad de esta capa depende de la refractariedad del soporte y de su permeabilidad. • En el interior del horno, durante el proceso de cocción, se pueden identificar zonas térmicas críticas, a causa de las reacciones de tipo genéricamente químico que se puedan desarrollar: • -

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La atmósfera es oxidante, el anhídrido sulfuroso se transforma en SO3- y, al reaccionar con los óxidos básicos (CaO) de la pasta o del esmalte, puede formar sulfates: • CaO + SO3 – CaSO4 La presencia de sulfato de calcio en el producto cocido es perjudicial, ya que puede disolverse en agua dentro de la pasta y aparecer en forma de eflorescencia salina en la superficie de los bizcochos o puede provocar la separación de un esmalte eventual. En el intervalo térmico entre 650-950 °C, se comprueba la descomposición de carbonatos de metales alcalinotérreos con el desarrollo de anhídrido carbónico y la formación del óxido del metal: en un primer momento se descomponen los carbonates I magnesio, y luego los de calcio y, para un mismo tipo, primero aquellos no cristaliza; o los con estructuras cristalinas imperfectas: • CaC03 → CaO + CO2 Al tratarse de una reacción reversible, esta descomposición está favorecida eliminación de los productos del ambiente de cocción: una buena circulación y la presencia de minerales arcillosos, que reaccionan con el óxido de calcio por silicatos y silicoaluminatos de calcio, favorecen una gradual, plena disociación del carbonato con el completo desarrollo de su acción fundente. También las granulometría: favorecen la descomposición: en efecto, los gránulos grandes de caliza solo puede; componerse superficialmente o, en todo caso, no permitir la reacción completa del oxido de calcio con los demás óxidos.

Enfriamiento • En el transcurso del enfriamiento, se produce la solidificación del fundido que proporciona la cohesión y solidez a la masa de la pasta así como a aquella del esmalte, en función de los componentes que constituyen el fundido y de las modalidades de enfriamiento, esta consolidación puede llevar a la formación de la estructura vitrea y/o cristalina. En las pastas cerámicas, en general, las dos circunstancias coexisten, ya fue el fundido que se forma se constituye de múltiples componentes: los iones de algunos componentes fundidos, por la pérdida de solubilidad a raíz de la reducción de la temperatura, se sitúan en función de la geometría de su estructura cristalina, mientras que el líquido residual se consolida de forma vitrea, ya que los tiempos de enfriamiento, aunque lentos, no lo son lo suficiente para permitir la cristalización completa del material.

Otra transformación física que se produce durante la cocción es la fusión de los fundentes integrados en la composición de la pasta o del esmalte. En el sector cerámico se encuentra la fusión de mezclas eutécticas que permite la obtención de una fase líquida a temperaturas más bajas de aquellas necesarias para fundir los materiales individuales; se ha constatado que cuanto más numerosos y complejos son los posibles eutécticos entre los óxidos aportados por las materias primas, más fundente resulta la composición. La acción de fusión contrasta, en sucesión, con aquella expansiva descrita anteriormente, y provoca una serie de transformaciones estrechamente correlacionadas entre sí: Disminución de la porosidad → aumento de la densidad → reacciones sólido-sólido y sólido-líquido → incremento de las propiedades tecnológicas

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El esmalte cerámico y la decoración dan a los azulejos su belleza y las características técnicas superficiales deseadas. En el caso de los revestimientos cerámicos la impermeabilidad, resistencia a los detergentes, etc., y en el caso de los pavimentos cerámicos su resistencia a la abrasión, resistencia a los ácidos, resistencia al rayado, etc La tecnificación, la exigencia del control de proceso, el cuidadoso diseño adecuado para las necesidades de cada ambiente y el esmero en la clasificación, dan como resultado un producto de características homogéneas y de acuerdo con las exigencias de uso. Propiedades La utilización del azulejo como elemento de la construcción se está generalizando por todo el mundo. Hoy día ya no sólo se usan en países donde por razones históricas se aplican de una forma generalizada, sino también otras culturas comienzan a descubrir sus ventajas. Estas son algunas de ellas: Producto natural Los pavimentos y revestimientos cerámicos son piezas impermeables constituidas por un soporte de naturaleza arcillosa, con o sin un recubrimiento esencialmente vítreo: el esmalte cerámico. Las materias primas que lo forman provienen de la tierra que, junto al agua y el fuego de cocción, componen un producto natural y de alta calidad. Gracias a la utilización de estos materiales y el alto desarrollo tecnológico, hoy día existe una amplia oferta de productos cerámicos que ofrecen muchas ventajas. Y todo ello, sólo con la utilización de tres elementos básicos del medio ambiente: la tierra o la arcilla, el agua y el fuego.

Pavimentos Pavimento interior de viviendas. Pavimento exterior (terrazas). Pavimentos de locales públicos (hospitales, escuelas, etc.) Pavimentos diversos (piscinas, suelos industriales...) Revestimientos Revestimiento interior de viviendas (cocinas, baños, etc.). Revestimiento exterior (terrazas) Revestimientos diversos Fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos La fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos ha experimentado cambios considerables y continuos en los últimos años. Los revestimientos cerámicos son normalmente porosos, lo que favorece la adherencia a la pared. En cambio los pavimentos poseen una porosidad baja, inferior al 3% frente a la absorción de agua, con lo que se consiguen mejores características técnicas.

ALGUNAS PATOLOGIAS QUE SE PRESENTAN DURANTE EL PROCESO DE COCCION - I

GRIETAS DURANTE EL CALENTAMIENTO ENTRE 500 Y 600 oC DEBIDAS A DIFERENCIAS DE TEMPERATURA

MUCHAS DE LAS PATOLOGIAS DE LAS PIEZAS CERAMICAS COMIENZAN EN LOS PROCESOS DE FORMACION Y SECADO – EJEMPLOS:

1-FISURAS A BAJA TEMPERATURA EN EL HORNO DEBIDAS A UN SECADO DEFICIENTE 2-FISURAS ENTRE 500 Y 600 GRADOS 3-DEFORMACIONES POR MEMORIA DE LA ARCILLA 4-DEFORMACIONES POR HUMECTACION DESIGUAL EN EL PULIDO 39

ORIENTACION DE LAS PARTICULAS CERCA DE LA SUPERFICIE DEL MOLDE Y SU INFLUENCIA SOBRE DEFORMACIONES EN EL SECADO O EN LA COCCION

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INFLUENCIA DEL SECADO DE LAS PIEZAS POR UN SOLO LADO SOBRE DEFORMACION EN SECADO Y COCCION

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ALGUNAS PATOLOGIAS QUE SE PRESENTAN EN EL PROCESO DE COCCION - II

3) Sinterización

FISURAS DE CALENTAMIENTO FISURAS DE ENFRIAMIENTO ROTURAS COLOR NO ACEPTABLE DEFORMACIONES PIEZAS MAL QUEMADAS (BAJA COCCION) PIEZAS EXCESIVAMENTE QUEMADAS PUNTOS NEGROS OBJETABLES (SEGÚN PATRON)

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ETAPAS DE LA SINTERIZACION

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PRIMERA ETAPA Reorganización Formación de cuellos SEGUNDA ETAPA Crecimiento de cuellos Crecimiento de granos Alta contracción Fase de poros continua TERCERA ETAPA Alto crecimiento de granos Fase de poros discontinua Eliminación de poros entre granos

• Proteger el compacto de la oxidación y reducir óxidos superficiales en las partículas para mejorar los cuellos manteniendo la composición inicial

ESQUEMA DE LOS CAMBIOS QUE SE PRODUCEN EN LA SINTERIZACION (I Y II)

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CAMBIOS QUE SUCEDEN DURANTE LA ETAPA INICIAL DE SINTERIZACION a) Partículas iniciales b) Reorganización c) Formación de cuellos

CAMBIOS DURANTE LA SEGUNDA ETAPA a) Crecimiento de cuellos y contracción b) Alargamiento de los contactos c) Contracción y crecimiento de granos

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ESQUEMA DE LOS CAMBIOS QUE SE PRODUCEN DURANTE LA SINTERIZACION – III

MECANISMOS DE SINTERIZACION TIPO

MECANISMO DE TRANSPORTE

FASE VAPOR: EVAPORACION-CONDESACION ESTADO SOLIDO: FASE LIQUIDA:

a) Crecimiento de grano con fase de poros discontinua b) Crecimiento de granos con reduccijokn de porosidad c) Crecimiento de granos con eliminación de porosidad

TRANSPORTE DE MATERIAL EN LA SINTERIZACION EN FASE GASEOSA

ESQUEMA DEL TRANSPORTE EN LA SINTERIZACION EN ESTADO SOLIDO

DIFUSION

DIFUSION Y FLUJO VISCOSO

LIQUIDO REACTIVO: FLUJO VISCOSO Y SOLUCION PRECIPITACION

ENERGIA

DIFERENCIA DE PRESION DIFERENCIA EN ENERGIA LIBRE TENSION SUPERFICIAL PRESION CAPILAR TENSION SUPERFICIAL PRESION CAPILAR

EFECTO DEL TAMAÑO DE PARTICULA SOBRE LA DIFERENCIA DE PRESION DE VAPOR EN UNA SUPERFICIE CURVA

CURVAS TIPICAS DE SINTERIZACION EFECCTOS DEL TIEMPO Y LA TEMPERATURA

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Packing

SINTERIZACION CON LIQUIDO REACTIVO DIAGRAMA DE FASES ENTRE ALUMINA Y CARBURO DE ALUMINIO

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Liquid phase sintering • Los feldespatos son, por lo tanto, el vehículo de la gresificación que caracteriza productos que presentan una escasa porosidad: de hecho, la fase líquida llena y, con el aumento de la temperatura, solubiliza cada vez más los óxidos de los i arcillosos causando una notable contracción y la densificación de la masa. • Una vez alcanzada la saturación del líquido, se separan cristales aciculares mullitata, silicato de aluminio, los cuales, al entrelazarse entre sí en la matriz vítrea, con una estructura de notable resistencia mecánica. Este tipo de mullita, conocida < secundaria, es típica de las pastas muy aluminosas, como las de porcelana (50%dec 25% de cuarzo, 25% de feldespato) cocidas a temperaturas muy altas (1350 °C),

EFECTO DE UN CRECIMIENTO DE GRANO EXAGERADO EN ALUMINA SINTERIZADA

PORCELANA ROSENTHAL MUY VITRIFICADA – LOS GRANOS DE CUARZO MUESTRAN BORDES SOLUBILIZADOS EN EL VIDRIO

EJEMPLO DE CRECIMIENTO DE GRANO EXAGERADO EN ALUMINA CON POROSIDAD ATRAPADA EN EL INTERIOR

4) El ciclo de cocción

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CURVAS DE COCCION PARA DIFERENTES ZONAS DEL HORNO TUNEL

PROCESO DE COCCIÓN (tiro) Tres etapas. La etapa de calentamiento El período de inmersión La etapa de enfriamiento a) aumento de la temperatura desde el valor ambiental hasta un valor máximo establecido, después de repetidos ensayos, considerado óptimo para la obtención de las propiedades deseadas del producto cerámico; la velocidad de aumento de la temperatura se regula de forma conveniente en función de los parámetros intrínsecos del material y de las condiciones de trabajo; b) tiempo de permanencia del producto a la máxima temperatura; la duración de esta fase depende de las dimensiones del producto y del horno; cuanto más elevados son estos parámetros, mayor es la exigencia de uniformar la temperatura para que las transformaciones físicas y química previstas se cumplan; c) reducción de la temperatura hasta alcanzar los valores ambientales de acuerdo con un programa que tenga en cuenta la sensibilidad del cuerpo cerámico a los gradientes térmicos y exigencias particulares; por ejemplo, en esta fase se considerará eventualmente la necesidad de favorecer fenómenos de cristalización, ralentizando el enfriamiento en algunos intervalos de temperatura. La Velocidad de calentamiento se eligen de manera que los cambios de estado a los que el producto está sujeto y las tensiones que surgen de la expansión térmica de los producto y la combustión de las carpetas no causan daños (por ejemplo, las grietas y poros). Una transformación de fase común que se produce durante la cocción de silica que contienen cerámica (como whitewares) es la existente entre α y β cuarzo a 537 ° C.

CURVA DE COCCION EN LA LLAMADA “QUEMA RAPIDA”

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• Por lo tanto, para programar adecuadamente el ciclo térmico (curva temperatura- tiempo) de una cocción, es importante conocer los fenómenos que se desarrollan y la temperaturas a las que se producen; además, a igualdad del material a cocer, desempeña un importante papel en la determinación del gradiente de aumento de la temperatura y tiempo de permanencia, las dimensiones de las piezas, la densidad de la carga (el calor s propaga mejor si hay menos piezas y estas sean de dimensiones uniformes) y la difusividad térmica del material, dada por la conductibilidad térmica/calor específico y la densidad.

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• Las mismas reacciones químicas y físicas desarrolladas en la cocción, en función de s carácter "endotérmico" o "exotérmico", provocan en la masa de los productos variaciones de temperatura a tener en cuenta en el diseño del ciclo de cocción. • En líneas generales, las reacciones de descomposición, deshidratación y los fenómenos de transformado de un estado más condensado a uno menos condensado (por ejemplo una fusión o un evaporación) son endotérmicos; las oxidaciones, las combustiones, la transición de u estado desordenado a uno más ordenado, como en la cristalización, son transformaciones exotérmicas. • De acuerdo con los intervalos de temperatura a las que se pueden generar tensiones en las piezas, el ritmo de aumento o disminución de la temperatura (con gradiente térmico) debe sufrir las oportunas ralentizaciones, mientras para las otra temperaturas el ritmo puede ser incluso muy rápido.

• El diseño de la curva de cocción consiste, por consiguiente, en el difícil arte de conciliar la mejor productividad del horno con la buena calidad del producto. Durante muchos siglos, se ha apostado por grandes cámaras de enhornado que necesitaban largos tiempc de cocción para tener una penetración uniforme del calor en la masa de los producto sin provocar disparidades térmicas en los mismos. Hacia la mitad de los años 70, con la implantación de los hornos de rodillos para la monococción de las baldosas, la duración de la cocción ha pasado, sobre todo en los ciclos industriales, a tiempos relativamente breves (algunas decenas de minutos). • A partir de los estudios de las cocciones rápidas se desprende asimismo, que con la aceleración de los tiempos de calentamiento las transformaciones químico-físicas típicas de la cocción sufren un desfase: se crea u gradiente entre la temperatura del horno y aquella de los productos, que representa la inercia y el desfase con el que se desarrollan estas reacciones. Este fenómeno se justific por el hecho que hace falta un cierto tiempo para que el calor se difunda de modo desde el horno hacia el interior de la masa de los productos; se ha demostrado aumentar los coeficientes de transmisión de calor en el material, la diferencia de fratura disminuye.

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El ciclo de cocción •

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La sucesión de valores de temperatura a los cuales se somete un producto durante la cocción y los tiempos que regulan su aumento constituyen el ciclo térmico de cocción. En el proceso cerámico, un ciclo térmico se compone de al menos tres fases: a) aumento de la temperatura desde el valor ambiental hasta un valor máximo esta da formación de abundante fase líquida. La cristalización persiste hasta que el líquido posee suficiente fluidez. Por lo que se refiere a los esmaltes, las composiciones constituidas predominantemente de fritas no presentan particulares reacciones químicas, puesto que estas se han desarrollado ya durante la operación de fritado. Las composiciones a base de materias crudas presentan una reactividad que depende de la naturaleza química de las materias mismas: a veces se generan fusiones debidas a la formación de mezclas eutécticas, en otros casos se produce la disolución de los materiales sin que experimenten transformaciones químicas, como en el caso de las fritas a las cuales se han aditivado compuestos como el silicato de circonio o cuarzo. Las reacciones químicas más significativas son las relacionadas con la formación de nuevos compuestos que cristalizan en la masa vitrea, opacificando el vidrio o masificando su superficie, o bien las que conducen a la formación de determinados colorantes o que dan lugar a efectos decorativos especiales.

Tipos de cocción •

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Modalidades de realización de la cocción cerámica pueden ser diferentes en fun-s la tipología del producto que se quiera obtener. La cocción puede afectar la masa hasta que constituye el cuerpo del objeto, el esmalte y las decoraciones, o bien enconjunto con el soporte. En el primer caso, tenemos la cocción del soporte o del bizcocho, el segundo, la cocción del esmalte en el ámbito de una tipología técnica conocida ia bicocción, mientras en el tercer caso tenemos la monococción. Cocción solo del soporte alcanza niveles térmicos tales a determinar las cualidades El producto como la resistencia mecánica, la porosidad o la impermeabilidad, el . Para algunas cerámicas, esta cocción es única y definitiva como para las refractarios, gres rojo, clínker no esmaltado y el gres porcelánico no esmaltado.

• Bicocción, la cocción del soporte es solo el primer tratamiento térmico que da solidez y

•

La velocidad de aumento de la temperatura se regula de forma conveniente en función de los parámetros intrínsecos di material y de las condiciones de trabajo;

•

b) tiempo de permanencia del producto a la máxima temperatura; la duración de esl fase depende de las dimensiones del producto y del horno; cuanto más elevados so estos parámetros, mayor es la exigencia de uniformar la temperatura para que k transformaciones físicas y química previstas se cumplan;

•

c) reducción de la temperatura hasta alcanzar los valores ambientales de acuerdo co un programa que tenga en cuenta la sensibilidad del cuerpo cerámico a los gn dientes térmicos y exigencias particulares; por ejemplo, en esta fase se considerar eventualmente la necesidad de favorecer fenómenos de cristalización, ralentizand el enfriamiento en algunos intervalos de temperatura.

VARIANTES DE LA COCCION DE LAS CERAMICAS MONOCOCCION – BICOCCION

COCCION ABIERTA – COCCION CON MUFLA

COCCION CON DIFERENTES FUENTES DE ENERGIA – TIPOS DE QUEMADORES – COCCION EN HORNO ELECTRICO

resistencia mecánica, inercia química y térmica con respecto al esmalte podrá ser cocido a continuación a temperaturas más bajas (generalmente 30-40 °C mas abajo, para evitar que la capa vitrea fundida pueda sufrir inconvenientes procedentes Dorte). Es el caso de los llamados materiales de lozas y porcelanas blancas en general, de las piezas de revestimiento cerámico o vajilla de baja compacidad .

COCCION TRADICIONAL – COCCION RAPIDA

• Monococción es un procedimiento que permite obtener, con un solo tratamiento :o,

COCCION PERIODICA – COCCION CONTINUA

los requisitos deseados tanto en la pasta como en el esmalte. Se trata de una i que ofrece notables ventajas económicas (acorta el proceso productivo, permite >rro de capital y energía, reduce la mano de obra) y técnicas (durante la cocción se :e la formación de una capa intermedia entre el soporte y el esmalte que asegura ejor adherencia y acoplamiento dilatométrico). 76

• Sin embargo, la adopción de esta nueva técnica de cocción (años 70) ha requerido ajustes en la estructura de las instalaciones y en la formulación de las pastas y los esmaltes. La pasta debe tener una composición tal de ser suficientemente sólida y resistente ya en el estado crudo para soportar los esfuerzos a los cuales se expone durante la conformación y en las operaciones de esmaltado y decoración; debe emitir, durante la cocción, una cantidad mínima de gas en el momento que el esmalte no esté todavía completamente fundido para evitar la formación de burbujas o pinchados. La pasta debe mantener además una porosidad abierta hasta unos 800-850 °C para permitir un intercambio gaseoso y la composición debe ser tal de reducir al mínimo la contracción que podría provocar problemas en las decoraciones.

• El esmalte, que comprende también la decoración, debe tener una composición tal de perdurar a las temperaturas a las cuales la pasta obtiene sus características finales, debe fundir a una T cuando las emisiones gaseosas generadas por el soporte ya han cesado en el breve tiempo disponible, debe estirarse y nivelarse para cubrir uniformemente el soporte; además, no debe alterarse a causa de la atmósfera del gas y de los vapores que se desarrollan en el horno durante la cocción y debe ser suficientemente agresivo con respecto al soporte para reaccionar con ello y formar la fase intermedia. • Las adecuaciones estructurales requeridas por la monococción han afectado sobre todo los hornos y la automatización de las operaciones aguas arriba del horno. • La automatización ha incidido en el almacenamiento y la movimentación del material esmaltado y decorado en espera de ser sometido a cocción, en la alimentación de los hornos y en la descarga del material cocido.

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Parámetros operativos

5) Varios tipos de cocción

• Para que se puedan desarrollar las transformaciones químicas y físicas que llevan a la pasta y al esmalte a adquirir las propiedades requeridas del producto cerámico. En el pasado, la temperatura a alcanzar, el tiempo y las modalidades de cocción se decidieron en función de la experiencia; actualmente, los mismos parámetros operativos se establecen en función de los conocimientos químicos y del comportamiento técnico de las materias primas empleadas, y a través de los análisis preliminares realizados sobre las mismas, especialmente mediante los análisis térmicos. Los equipos actualmente disponibles permiten reproducir, de modo cada vez más preciso, las condiciones de operación, realizando cocciones extremadamente controladas, la base indispensable de cualquiera producción normalizada y serial.

Tradicionalmente el azulejo ha sido fabricado siguiendo métodos diferentes y mediante un proceso prácticamente manual. A partir de los años sesenta, se ha ido automatizando y los métodos se han unificado bastante, siendo el más común el de prensado en seco, pudiendo continuar la fabricación de dos formas distintas: Proceso de bicocción En este proceso, la pasta prensada se quema para formar el bizcocho y, posteriormente se aplica el esmalte sobre éste y se cuece nuevamente para dar el acabado final. Proceso de monococción En el proceso de monococción el esmalte se aplica directamente sobre la pasta prensada y cruda, ambas se queman simultáneamente para dar el acabado final. Durante muchos años ha existido la controversia acerca de cual de los dos métodos es mejor. En realidad, teniendo la formulación adecuada tanto del cuerpo como del esmalte, y observando un rígido control de todas las etapas de fabricación, es posible producir un buen azulejo con cualquiera de los dos métodos. Tradicionalmente era más utilizado el proceso de biccoción, con ciclos de cocción de cuarenta y veinte horas para la primera y segunda cocción respectivamente (cocción del soporte y del esmalte). Actualmente es más interesante el proceso de monococción, con ciclos de sólo cuarenta o cincuenta minutos de duración. Además, junto a la economía del proceso de monococción va unida una gran facilidad para la automatización de los diferentes procesos de fabricación, con el consiguiente resultado en la reducción de costes.

Azulejos o baldosas: Los azulejos o baldosas cerámicas son piezas planas de poco espesor fabricadas con arcillas, sílice, fundentes, colorantes y otras materias primas. Generalmente se utilizan como pavimentos para suelos y revestimientos de paredes y fachadas. Las arcillas utilizadas en la composición del soporte pueden ser de cocción roja o bien de cocción blanca. Los azulejos, tanto de pavimento como de revestimiento de paredes, son piezas cerámicas impermeables que están constituidas normalmente por un soporte arcilloso y un recubrimiento vítreo: el esmalte cerámico. Los azulejos, en cualquier lugar/espacio La extensa gama de productos cerámicos existente en el mercado actual está condicionada por las variadas utilidades de este material de construcción. En función de su aplicación, existen diferente tipología de producto y características. En la actualidad se utilizan en pavimentos y revestimientos.

Los pavimentos y revestimientos cerámicos se obtienen preparando una composición de materias primas depuradas formada por silicatos alumínicos, siendo las composiciones diferentes para el caso de los pavimentos y revestimientos cerámicos en pasta roja o en pasta blanca. Estas composiciones se someten a un tratamiento de molienda vía seca o vía húmeda hasta una granulometría muy fina, y a una granulación o un secado por atomización posterior para conseguir un granulado de características definidas (tamaño, forma, densidad aparente, fluidez, etc.). El polvo granulado es la base para la consecución del producto cerámico y su homogeneidad garantiza la constancia en las propiedades físicas de estos materiales. El granulado alimenta a una prensa oleodinámica con una fuerza de 600 a 1400 Tm. que conforma la pieza a la forma y espesor elegidos, para lo que se dispone de moldes metálicos de gran exactitud dimensional. Posteriormente se realiza el secado de las piezas conformadas y se esmaltan con varias capas de esmaltes de composición diversa y con decoraciones opcionales según el modelo a elegir. Una vez realizada la etapa de esmaltado y decoración de las piezas se introducen en un horno para su cocción en ciclos más o menos rápido y temperaturas altas según el tipo de productos a fabricar. Las temperaturas máximas dependen del tipo de producto que se desee conseguir.

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TIPOS DE HORNOS • Un calentamiento rápido en los estados iniciales mejora profundamente la densificación de los cuerpos interesados en su etapa final de densificación

HORNOS CONTINUOS Y DISCONTINUOS HORNOS DE LLAMA INVERTIDA

• Tiempos más prolongados de sinterización mejoran las propiedades mecánicas en comparación con tiempos menores de sinterización

HORNO HOFFMAN

• Respecto a la micro estructura generada al sintetizar los cuerpos, se muestra que a mayores temperaturas de sinterización se generan superficies menos rugosas en adición a una mayor densidad.

HORNOS ELECTRICOS

HORNO TUNEL HORNO TUNEL DE RODILLOS

NOTA: DIFERENCIAS DE TEMPERATURA EN LOS HORNOS MAS COMUNES

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ENERGIA USADA PARA LOS HORNOS CERAMICOS

Los hornos cerámicos según su forma de trabajo: Carbón o leña Hornos de Ensayo y de Laboratorio para

Eléctricos Gas Hornos Kasseler, llama horizontal. Hornos Periódicos

Hornos cámara, llama ascendente. Horno circulares llama circulante

Caldeo directo

DERIVADOS DEL PETROLEO KEROSENO

Hornos circulares Hornos continuos

Hornos de cámara anulares Hornos de cámara de gas

FUEL OIL GAS NATURAL

Hornos Cerámicos Hornos de cámara con cápsula Hornos periódicos Caldeo indirecto

CRUDOS LIGEROS BAJOS EN AZUFRE

Hornos de pisos con cápsula

CARBON

Hornos de mufla

RESIDUOS ORGANICOS:

Hornos eléctricos

CASCARILLAS DE CAFÉ Y DE ARROZ Hornos de túnel Hornos continuos

ENERGIA ELECTRICA

Muflas Hornos de mufla

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ELEMENTOS BASICOS DE LOS HORNOS

REFRACTARIOS USADOS EN LOS HORNOS CERAMICOS

COMBUSTIBLES

LADRILLOS CONVENCIONALES DE ALTA DENSIDAD (ARCILLA MAS ALUMINA)

QUEMADORES VENTILADORES DE BAJA Y ALTA PRESION

CEMENTOS REFRACTARIOS

PAREDES REFRACTARIAS

LADRILLOS AISLANTES DE BAJA DENSIDAD

AISLANTES DE TODO TIPO REFRACTARIOS EXTERIORES

FIBRAS AISLANTES EN DIFERENTES PRESENTACIONES (MANTAS, FIBRA SUELTA, LOSETAS, ETC.

REFRACTARIOS INTERIORES

REFRACTARIOS PARA LA COLOCACION EN EL HORNO

CEMENTOS REFRACTARIOS

IMPORTANCIA DEL AISLAMIENTO DE LOS HORNOS – ESPESOR OPTIMO

MEDIDORES Y CONTROLADORES DE TEMPERATURA

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LA NECESIDAD DE ALTAS TEMPERATURAS Hay muchas áreas de la cerámica en los que necesitamos de alta temperaturas:

9)Medida temperatura

Sinterización: La mayoría de componentes de cerámica a granel se hacen por sinterizado. Tenemos que utilizar altas temperaturas (> 1200 ° C) debido a los bajos coeficientes de auto-difusión en estado sólido. Incluso en el caso de la sinterización en fase líquida, las temperaturas siguen siendo a menudo> 1200 ° C. Reacciones: La formación de óxidos metálicos mixtos, como BaTiO3 y NiAl2O4 por la reacción de estado sólido de los óxidos componente requiere el uso de temperaturas elevadas. Transformaciones de fase: Una transformación importante fase consiste en la cristalización de un vidrio para formar un vaso de cerámica. A pesar de las temperaturas en cuestión no son tan altos como los necesarios para la fundición de vidrio, la transformación de fase se realiza típicamente en torno a 800 ° C. Control de la temperatura es a menudo necesario para garantizar que la fase cristalina se forma deseada y en el tamaño de partícula óptimo. Fundición de vidrio: productos de vidrio forman el mayor segmento de la industria de la cerámica. la producción de vidrio con frecuencia requiere de fusión de un lote consistente en un mezcla de óxidos de metal en polvo y los carbonatos metálicos. La temperatura necesaria para formar un líquido homogéneo fusión varía con la composición del lote, pero suele ser en el rango de 1300-1600 º C. La fusión también se muy corrosivo, que ofrece otras consideraciones en la elección de materiales refractarios. Crecimiento de Cristales: La mayoría de los métodos utilizados para formar cristales simples, ya sea en el laboratorio o en la industria, requiere el uso de altas temperaturas. Muchos solo cristales son producidos a partir de la fusión o mediante flujos adecuados y una atención special se ha de pagar para evitar la contaminación de la fusión y el control de la la temperatura durante el crecimiento.

TERMOPARES •

Una importante aplicación de los materiales conductores es la medida de la temperatura. un sencillo circuito, conocido como termopar, consistente en dos hilos de metal, para realizar la medida. En un metal determinado (A) conectado entre dos temperaturas diferentes T1( caliente) y T2 (fría) se excitan más electrones en el extremo caliente que en el frío. Esto provoca la aparición de una fuerza que impulsa a los electrones desde el extremo caliente al frío. El extremo frío queda entonces cargado negativamente y el caliente positivamente con un voltaje, VA, entre los extremos del hilo. Una importante característica de este fenómeno es que VA depende únicamente de la diferencia de temperaturas entre los extremos del hilo, T1-T2 y no de la distribución de temperaturas a lo largo del hilo. Sin embargo, para realizar la medida del voltaje se requiere un segundo hilo (metal B), en el se encuentra un voltímetro. Si el metal B es del mismo material del metal A aparecerá también una diferencia del potencial VA inducida en el metal B y el voltímetro medirá un voltaje neto de 0 V (V=VA-VB= 0V).

Tipo

Nombre

Element Element Ambient Máxima

común

o

o

e

de tempera

positivo negativo funcion a

a

70Pt-30

94

tura

recome

°C)

ndado B

Platino-

rodio/plat Rh

Cromo/c

Rh

,

Vacío,

Inerte 90

Ni-9 44 Ni-55 Oxidante 870

onstatán Cr J

TABLA PARCIAL DE LAS TEMPERATURAS QUE CORRESPONDEN A LOS CONOS PIROMETRICOS ORTON

Pt-6 Oxidante 1.700

ino-rodio E

de

amiento servicio(

Cu

Hierro/co Fe

44 Ni-55 Oxidante 760

nstatán

Cu

, reductor

K

Cromo/al 90 umel

Ni-9 94 Ni-Al, Oxidante 1.260

Cr

Mn,

Fe,

Si, Co R

Platino/pl 87Pt-13 atino-

Pt

Rh

Oxidante 1.480 , inerte

rodio S

Platino/pl 90 Pt-10 Pt atino-

Oxidante 1.480

Rh

rodio T

Cobre/co Cu

44 Ni-55 Oxidante 370

nstatán

Cu

,

100

reductor

COLOCACION DE CONOS PIROMETRICOS EN UN HORNO TUNEL

USO DE LOS CONOS PIROMETRICOS INFLUENCIA DE LA COLOCACION

ANGULO DE MONTAJE

ALTURA DEL MONTAJE

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102

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PIRÓMETROS A cualquier temperatura, por encima de 0 K, todos los objetos emiten radiación electromagnética, de conformidad con la ley de Stefan-Boltzmann Donde σ es la constante de Stefan-Boltzmann, que tiene un valor de 5,6718 × 10 8J K-4 m-2 s-1. La energía total (E) emitido en todas las longitudes de onda es proporcional a la T4. Es posible estimar la temperatura de un objeto caliente por su color. En 1557 en su trabajo en la cerámica del Renacimiento, Cipriano Piccolpasso describió cómo el operador del horno fue capaz de utilizar variaciones de color para juzgar las temperaturas del horno. Como la temperatura de un objeto aumenta el rango de longitudes de onda que emite aumenta y se desplaza hacia valores más cortos. A temperaturas superiores a 500 ° C habrá un rojo coloración que será cada vez más como la naranja aumento de la temperatura más allá de 1000 ° C. A las 1400 ° C, el objeto aparecerá de color blanco brillante. Los pirómetros ópticos permiten la medida directa de la temperatura de un objeto. El pirómetro óptico funciona comparando la intensidad de energía radiante procedente de una fuente incandescente a la intensidad de un filamento calibrado, cuando el origen y el filamento se ven a través de un filtro rojo. Cuando el filamento y las intensidades de fuente son los mismos, la imagen de el filamento desaparece a medida que se superpone a la imagen de la fuente. Un requisito obvio de esta técnica es que sólo se puede utilizar para medir la temperatura por incandescencia visible, por encima de unos 750 ° C. La parte de imagen con el identificador de relación rId2 no se encontró en el archiv o.

CONTROL DE CALIDAD DE LA OPERACIÓN DE COCCION

TERMOPARES PARA LA MEDIDA DE LA TEMPERATURA CONOS Y LLAVES PARA EL CONTROL DEL TRATAMIENTO TERMICO CONTROL DE LA CURVA DE COCCION CONTROL DE LA ATMOSFERA DEL HORNO (OXIDANTE O REDUCTORA) CONTROL DE LOS COMBUSTIBLES (AZUFRE) MANTENIMIENTO DE LOS QUEMADORES

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CONTROL DE CALIDAD DE LOS PRODUCTOS COCIDOS

9) Consideraciones sobre calidad

COMPACTACION Y ABSORCION DE AGUA RESISTENCIA MECANICA (TENSION, COMPRESION, IMPACTO, FRICCION) TAMAÑO, FORMA Y DEFORMACIONES COLOR Y ASPECTO ESTETICO PROPIEDADES DE USO (VER FILMINA SIGUIENTE)

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PROPIEDADES DE USO CARACTERISTICAS LADRILLOS: RESISTENCIA A LA HUMEDAD Y A LA INTEMPERIE – EXPANSION POR HUMEDAD PORCELANA ELECTRICA: VOLTAJE DE RUPTURA LOZA DE MESA: RESISTENCIA AL LAVADO CON DETERGENTES AZULEJOS: RESISTENCIA AL RAYADO, A LA FRICCION Y A LA FISURACION (ESMALTE) REFRACTARIOS: RESISTENCIA AL CHOQUE TERMICO Y A LA TEMPERATURA

107

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