Tecnología de los Materiales Cerámicos


Cálculos / Método de Ian Currie

El método de Ian Currie es un sistema ordenado para preparar vidriados a partir de la fórmula Seger. Si recordamos, la fórmula Seger se compone de tres columnas. En la primera van los fundentes, en la segunda la alúmina, y en la tercera la sí­lice. En realidad, puede haber más cosas, como boro, que no va en la primera columna, o hierro, que es un colorante, o puede haber opacificantes... Pero, para empezar, vamos a partir de esta fórmula Seger sencilla y, cuando se comprenda bien el método, se podrá extender a casos más complejos.

El método consiste en fijar los óxidos de la primera columna, es decir, los fundentes, y hacer variaciones del resto, es decir, de la sí­lice y la alúmina. En general, un experimento de este tipo nos va a dar una serie de 35 vidriados, todos ellos con los mismos fundentes pero con diferentes proporciones de sí­lice y alúmina. Cada uno de estos experimentos se puede representar en un gráfico como el siguiente:

En el eje horizontal del gráfico se representan los moles de sí­lice, y en el vertical los de alúmina. Ambos ejes se numeran en escalas diferentes para facilitar su representación, ya que la cantidad de sí­lice de un vidriado suele ser bastante mayor que la de alúmina. Vemos que todos los vidriados se sitúan en el interior de un paralelogramo y, sobre este, se han destacado los vidriados en los vértices, con las letras A, B, C y D. Esto es porque el procedimiento de preparación se basa en el método de mezclas volumétricas y los 35 vidriados se elaboran a partir los vidriados A, B, C y D. Estos cuatro son los únicos que se pesan.

En general, el método nos ofrece buenas bases de vidriados, que posteriormente podremos modificar con óxidos colorantes u opacificantes.

En el gráfico de arriba no aparece el grupo fundente del experimento, solo las proporciones molares se sí­lice y alúmina. El vidriado n° 31, o C, es el que tiene las cantidades mí­nimas de sí­lice y alúmina. Estas cantidades, normalmente, vienen dadas por las materias primas que utilicemos para introducir los fundentes. Por ejemplo, un feldespato, que es casi omnipresente en las recetas de alta temperatura, además de aportar fundentes, también incluye ciertas cantidades de alúmina y sí­lice. Por otra parte, las cantidades máximas de sí­lice y alúmina son una decisión del diseñador de la prueba. Para escoger esas cantidades máximas, debemos tratar de incluir todos los vidriados interesantes y tratar de excluir aquellos que resultarí­an infracocidos por exceso de alúmina o sí­lice. Por ejemplo, en la gráfica, el vidriado con más alúmina y sí­lice es el n° 5, o B, que tiene 0,8 moles de alúmina y alrededor de 6 moles de sí­lice (la información del gráfico no es muy clara sobre este dato).

También llama la atención en el gráfico su forma, delimitada por dos lí­neas horizontales abajo y arriba, y dos lí­neas inclinadas a los lados. La razón para ello, es que las materias primas que utilizamos para introducir la alúmina y la sí­lice son caolí­n y cuarzo, respectivamente. El cuarzo es SiO2, por lo que al aumentar este solo aumentamos la sí­lice, y nos desplazamos en horizontal hacia la derecha del gráfico, o hacia la izquierda si lo rebajamos. En cambio, el caolí­n introduce Al2O3 + 2SiO2, por lo que al poner caolí­n no subimos en vertical por el gráfico, sino en diagonal, por la cantidad de sí­lice que también estamos poniendo junto a la alúmina.

Así­, para preparar cualquiera de los 35 vidriados debemos mezclar volúmenes de los vidriados esquina A, B, C y D en diferentes proporciones. Estas proporciones son siempre las mismas, y se dan en la tabla siguiente.

La tabla anterior está hecha para obtener, en total, contando los cuatro vidriados que se preparan, 1Kg de sólidos. Esta cantidad dependerá de las probetas que se vayan a utilizar para aplicar el vidriado. En el ejemplo de la tabla, se ha preparado una cantidad suficiente para aplicarla sobre dos planchas con 35 espacios cada una, pero esto es muy variable y depende de cuántos resultados queramos obtener de cada vidriado. Por ejemplo, me ha interesado hacer dos planchas porque en cada una de ellas se van a aplicar los vidriados con un espesor de capa diferente, pero es posible hacer varias cocciones a distintas temperaturas, probar sobre distintas pastas cerámicas, etc., para lo que necesitarí­amos mayor cantidad a preparar. La idea es que las proporciones de la tabla deben mantenerse aunque preparemos cantidades mayores de vidriado. Por ejemplo, si necesitamos 2kg en lugar de 1kg, solo tendrí­amos que multiplicar por 2 todos los números que aparecen en la tabla.

En las imágenes siguientes se muestran los resultados obtenidos utilizando como grupo fundente 0,5 MgO + 0,2 KNaO + 0,3 CaO. La plancha de la izquierda tiene una capa más gruesa que la de la derecha.

Finalmente, queda el asunto sobre cómo reproducir un vidriado concreto entre los 35. En principio, solo disponemos de las recetas de los 4 vidriados esquina, pero una vez que finaliza la primera parte del experimento con la obtención del muestrario de 35 vidriados, el paso siguiente serí­a obtener muestras más grandes y, quizás, con color de los vidriados más interesantes. Para esto necesitamos la receta de cada vidriado. Para sacar esta receta, en principio, tenemos dos posibilidades. Una, es calcularla según las correspondientes proporciones de cada vidriado esquina, de forma parecida a lo que se explica en el método sobre mezclas triaxiales. Otra es utilizar alguna aplicación para ordenador que contemple el método de Ian Currie, como el programa GlazeMaster.