Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMICH)
Abstract
Este trabajo de investigación consiste en la revisión y estudio del fenómeno de vitrificación de un
cuerpo cerámico triaxial (arcilla, cuarzo y feldespato), empleado en la fabricación industrial de
cuerpos cerámicos blancos. El estudio químico estructural del proceso de vitrificación, demuestra la
utilidad del uso de parámetros químicos estructurales de la matriz vítrea, como parámetros
indicadores del proceso de vitrificación y de las propiedades físicas de un cuerpo porcelánico.
Mediante técnicas dilatométricas, termo-analíticas, espectroscópicas y de microscopía electrónica,
son evidenciadas claramente tres etapas de densificación: la inicial de 250C a 11000C, atribuida a la
reducción del área superficial específica de las materias primas, con encogimiento relevante; las
transformaciones principales en esta etapa implican: la descomposición de minerales arcillosos, que
conducen a la formación de metacaolín amorfo a 4940C, que aproximadamente a 10000C da la
formación de dos estructuras cristalinas, una tipo espinela (?-alúmina) y otra de mullita. En esta
etapa inicial también ocurre la transformación del feldespato anortoclásico en sanidina a 10000C, a
que a la vez da la formación una fase líquida viscosa. La etapa intermedia de 11000C a 12250C, se
caracteriza por un mayor encogimiento debido a la fundición progresiva del feldespato y cuarzo,
derivando así un incremento de la fase líquida viscosa, la cual es la responsable del reacomodo de las
partículas, mediante fuerzas de capilaridad, dando como resultado una mayor densificación. La etapa
final de 12250C a 13000C, se caracteriza por una decreciente densificación, contrastada por el efecto
del crecimiento de poros alrededor de las partículas de mullita, por el desprendimiento y
atrapamiento de gases en la fase líquida.
El análisis cinético indica que la energía de activación obtenida es elevada en la etapa intermedia de
densificación y su valor se incrementa conforme aumenta la densificación, mostrando así valores de
470 kJ/mol y 497 kJ/mol, para densidades de 2.1 g/cm3 y 2.2 g/cm3. Los valores de energía de
activación estimados caen en un rango estipulado para un mecanismo de sinterización vía flujo
viscoso. El incremento de energía de activación indica que se requiere de cierta temperatura para que
se desarrolle el mecanismo de sinterización vía flujo viscoso, cuya velocidad de densificación
depende de la viscosidad de la fase vítrea formada
