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P.BC - 325 CASTELLÓN (ESPAÑA) INVESTIGACIÓN ANALÍTICA DEL ATAQUE ÁCIDO Y ALCALINO EN LAS SUPERFICIES CERÁMICAS VIDRIADAS Paolo Zannini Universidad de Módena y Reggio Emilia, Dpto. de Química. – ITALIA RESUMEN Con vistas a obtener una mejor comprensión de la acción de ataque de las soluciones normalizadas establecidas en la norma ISO 10545.13 (HCl al 18 % en w/w y KOH al 100 g l -1 ) en las superficies esmaltadas de las baldosas cerámicas, se han estudiado estos ataques en piezas de Gres Porcelánico preparadas en el laboratorio o en muestras obtenidas de la producción industrial. Las superficies esmaltadas y cocidas, con contenidos de esmaltes y pigmentos conocidos se han caracterizado por difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB) y microscopía de fuerza atómica (MFA). A continuación se han realizado los ensayos de ataque químico. Las soluciones de lixiviación obtenidas se han analizado por espectroscopía de ICP-AES, y también por comparación de la solución de lixiviación obtenida a partir de los pigmentos puros; a continuación se ha observado de nuevo las superficies atacadas, por MEB y MFA, comprobándose su estructura por DRX. De esta forma se ha sido podido comprobar el ataque alcalino muy escaso en los componentes del vidriado, mientras que la reacción en el HCl ha llevado a una solubilidad selectiva de los componentes a base de Al- y alcalinos, a veces junto también con la solubilización del pigmento. Por otra parte, se han obtenido unos resultados interesantes al cocer las mismas probetas cerámicas con el mismo ciclo a diferentes temperaturas máximas, verificando las diferencias de la resistencia al ataque química, y ensayando, de la misma manera, unas baldosas similares obtenidas de forma industrial, con los diferentes esmaltes.

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CASTELLÓN (ESPAÑA)

INVESTIGACIÓN ANALÍTICA DEL ATAQUE ÁCIDO Y ALCALINO EN LAS SUPERFICIES

CERÁMICAS VIDRIADAS

Paolo Zannini

Universidad de Módena y Reggio Emilia, Dpto. de Química. – ITALIA

RESUMEN

Con vistas a obtener una mejor comprensión de la acción de ataque de las soluciones normalizadas establecidas en la norma ISO 10545.13 (HCl al 18 % en w/w y KOH al 100 g l-1) en las superficies esmaltadas de las baldosas cerámicas, se han estudiado estos ataques en piezas de Gres Porcelánico preparadas en el laboratorio o en muestras obtenidas de la producción industrial.

Las superficies esmaltadas y cocidas, con contenidos de esmaltes y pigmentos conocidos se han caracterizado por difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB) y microscopía de fuerza atómica (MFA). A continuación se han realizado los ensayos de ataque químico.

Las soluciones de lixiviación obtenidas se han analizado por espectroscopía de ICP-AES, y también por comparación de la solución de lixiviación obtenida a partir de los pigmentos puros; a continuación se ha observado de nuevo las superficies atacadas, por MEB y MFA, comprobándose su estructura por DRX.

De esta forma se ha sido podido comprobar el ataque alcalino muy escaso en los componentes del vidriado, mientras que la reacción en el HCl ha llevado a una solubilidad selectiva de los componentes a base de Al- y alcalinos, a veces junto también con la solubilización del pigmento.

Por otra parte, se han obtenido unos resultados interesantes al cocer las mismas probetas cerámicas con el mismo ciclo a diferentes temperaturas máximas, verificando las diferencias de la resistencia al ataque química, y ensayando, de la misma manera, unas baldosas similares obtenidas de forma industrial, con los diferentes esmaltes.

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1. INTRODUCCIÓN

Las baldosas cerámicas se consideran productos valiosos con respecto a otros posibles materiales de pavimento y revestimiento debido a su aspecto superficial agradable, facilidad de limpieza, sencillez de cuidado higiénico, y por su estabilidad y resistencia a las cargas, a la abrasión, a las manchas, etc. Entre estas últimas características, la resistencia al ataque químico se considera una de las cualidades más relevantes, de modo que existe un conjunto de ensayos normalizados capaces de simular el comportamiento de las superficies cerámicas, esmaltadas o no esmaltadas, en unas condiciones de ataque muy intensas, con ácidos o bases puros, o con un ataque más suave, como aquel por las soluciones que simulan los productos de limpieza de uso común. Todos estos agentes y métodos de ataque se encuentran recogidos en la norma ISO 10545.13, que sustituye a la EN 106 y la EN 122.

Por otra parte, la evaluación de estos ataques se realiza por una observación “estándar”, posiblemente con la ayuda de unas rayas de lápiz, pero siempre de manera cualitativa.

Sin embargo, sería muy interesante, por el contrario, estudiar cómo se desarrollan estos ataques, y cómo se modifica realmente la superficie cerámica, al inducir la solubilización de algún producto químico o compuesto cerámico mineral menos resistente, presente en la superficie, mediante el control analítico de las soluciones de lixiviación, para poder saber, también, cómo diseñar esmaltes nuevos y superficies nuevas, capaces de mejorar su comportamiento bajo el ataque químico.

2. ExPERIMENTAL

El trabajo experimental se ha organizado de la siguiente forma:

• Selección de las baldosas esmaltadas apropiadas, de baja absorción de agua (< 0.3 %), fabricadas de forma industrial, sensibles a la variación de la temperatura máxima, para poder realizar diferentes ensayos de cocción

• Selección de los pigmentos principales, utilizados para la elaboración de los esmaltes ensayados

• Ensayos de ataque químico, tanto en la superficie del vidriado como en el pigmento en polvo, por el procedimiento normalizado de la ISO 10545.13, con el ensayo de soluciones con diferentes contenidos químicos y materiales, para permitir la recuperación de las soluciones de lixiviación puras

• Caracterización analítica, antes y después del ataque, de las superficies, mediante microscopía de MEB-EDS y de MFA, por difracción de rayos X (DRX), y por espectroscopía visible, mediante colorimetría

• Análisis químico cuantitativo de las soluciones de lixiviación por espectroscopía de emisión atómica de ICP

• Los mismos procedimientos, pero en muestras sometidas a una cocción diferente (diferente temperatura máxima y/o diferente ciclo de cocción), para la comprobación de su influencia en el ataque químico

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2.1. LAS BALDOSAS Y PIGMENTOS SELECCIONADOS

Las baldosas fabricadas de forma industrial (30 x 30 cm) se han esmaltado principalmente con un esmalte rico en modificador de red [A]; también se han ensayado otros tres esmaltes, concretamente uno fundente, a base de plomo y boro [B] que contenía Zr para su estabilización; un esmalte mate con un alto contenido de Zn, Zr y Sn [C], y, finalmente, un esmalte de “acabado metálico”, con un alto contenido de óxidos de fósforo y de hierro, cuya baja resistencia al ataque ácido se conocía.

La composición de los esmaltes se resume en la Tabla 1.

Esmalte A Esmalte B Esmalte C Esmalte D

CaO 8.96 4.25 6.12 7.11

MgO 3.42 0.06 0.15 1.02

K2O 3.07 0.76 1.95 2.43

Na2O 5.63 0.53 0.94 2.10

Al2O3 25.28 4.88 7.56 12.12

Fe2O3 0.08 0.09 0.11 19.18

TiO2 0.03 0.03 0.03 -

SiO2 53.52 34.05 44.81 32.24

PbO - 31.44 1.06 -

ZnO - 4.92 6.12 -

B2O3 - 9.06 3.48 -

SnO2 - - 10.04 -

WO3 - - 4.01 -

ZrO2 - 5.88 12.86 -

P2O5 - - - 24.04

BaO - 0.01 1.39 -

Li2O - 0.21 - -

Tabla 1. Composición de los esmaltes

Para entender mejor el papel de los pigmentos en la resistencia a los productos químicos (¿solubiliza el esmalte en la disolución ácida o alcalina, llevando también a la disolución de los pigmentos, o es el pigmento mismo que sufre la lixiviación por la solución de ataque?), se han utilizado dos pigmentos principales, bien conocidos, para los experimentos: un pigmento azul, tratándose de una espinela compuesta por aluminato de cobalto, con una red muy fuerte, y un pigmentos rosa, con estructura de circón compuesto por Zr-Si-Fe, considerado como una solución sólida de hierro en el silicato de circonio, o como la inclusión por sinterización de una molécula de hematita en una red cristalina de circón.

Ambos pigmentos se aditivaron a los esmaltes en un 3 % en w/w.

En particular, el esmalte [A] se ha ensayado entonces para determinar su reacción con la variación de la temperatura de cocción: las baldosas se sometieron a cocción con un ciclo de 45 minutos, de frío a frío, hasta 1190, 1200, 1210 y 1230°C, mientras que el esmalte pigmentado se ha cocido a 1140, 1170, 1200 y 1210°C. Era fácil observar, simplemente con

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la observación de la superficie de las baldosas, que los esmaltes rosa de circón adquirieron colores más claros con el aumento de la temperatura de cocción, mientras que los esmaltes azules de espinela se hacían más oscuros con el aumento de la temperatura.

La absorción de agua de las piezas cocidas, comprobada por el método de la ISO 10545.3, dio valores que disminuían desde 0.36 % a 1190°C hasta 0.04 % a 1210°C, y volvían a aumentar con la cocción a 1230°C en un 0.33 %.

2.2. ENSAYOS DE ATAQUE QUÍMICO

Tanto los ensayos de ataque ácido y alcalino se han realizado de acuerdo con el método normalizado de la ISO 10545.13, utilizando el HCl al 18 % en w/w (Erba Analytics RP 37 % en w/w) y el KOH de 100 g l-1 (Erba Analytics RP > 85 %, con menos de 0.0001 % de impurezas) con agua bidestilada, en recipientes de Teflon, para evitar cualquier contaminación procedente de los recipientes. El tiempo de lixiviación ha sido, de acuerdo con lo establecido, durante 4 días en condiciones de laboratorio (21 - 24°C).

Se ha prestado un cuidado especial a la selección de las probetas de reacción y de los materiales de sellado: para el análisis de las soluciones reaccionadas era necesario evitar la lixiviación de esos materiales, para poder evaluar la cesión verdadera a partir de las baldosas. De hecho, por ejemplo, no se puede utilizar el vidrio común de borosilicato, ya que con el ataque alcalino se producirá una solubilización segura del boro. Después de muchos intentos diferentes con varios materiales, los mejores resultados se obtuvieron (ensayados por los ensayos de lixiviación y los análisis posteriores de ICP) con probetas de vidrio de Pyrex, ∅ 23 mm., cortadas a una altura de 10 cm.

El primer cuidado en la aplicación del sellante ha sido evitar de aplicarlo también en la superficie dentro del tubo de vidrio, para asegurar que las soluciones de ataque funcionasen siempre en la misma superficie del esmalte. El material sellante, por otra parte, tenía que ser ensayado para su cesión en medios ácidos y alcalinos: ningún polímero de silicona, ni de estireno, ni de butilo, acrilatos, ceras de parafina, etc. dieron buenos resultados en ambos medios. La selección final ha sido la utilización de la silicona transparente para el ataque ácido (muy buena adherencia y ninguna lixiviación, pero pobre adherencia en medios alcalinos) y la plastilina (mezcla de ceras alifáticas) para el ataque alcalino (éstas ceras dispersan muchos iones de Ca en medios ácidos).

2.3. MEB-EDS

Las imágenes por microscopía electrónica se han obtenido con el instrumento de Philips XSEM, 25 KeV, spot 5, WD media de 10.5 mm en las superficies de las muestras después de la deposición por pulverización catódica de los iones de 8 nm de media de Au; los microanálisis por EDS se han realizado con el sistema INCA de Oxford

2.4. MFA

La microscopía de fuerza atómica se ha realizado en algunas muestras seleccionadas con un instrumento de Park Scientific, tanto por resistencia constante alta y constante, en áreas de aproximadamente 50 x 50 µm.

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2.5. DRX

Se han obtenido los análisis mineralógicos y cristalográficos en superficies reales con el instrumento de PANalytical X’PERT PRO, utilizando Cu Kα como radiación incidente, filtro de Ni, a 40 kV y 40 mA, con un detector de X’Celerator. La superficie analizada se puede estimar por una colimación de 0.8 x 1.5 cm, en un intervalo 2 ϑ desde 5 a 65.

2.6. COLORIMETRÍA

Realizado por espectroscopía UV-Vis, modelo Minolta CM-2600d, diafragma de 8 mm, iluminación de D65 a un ángulo de 2°, utilizando el sistema HUNTERLab, con análisis colorimétrico de las superficies antes y después el ataque químico, para evaluar el cambio cromático.

2.7. ANÁLISIS QUÍMICO

El análisis químico cuantitativo se ha realizado en las soluciones de lixiviación, utilizando la espectroscopía de emisión atómica, con un instrumento de Perkin Elmer, modelo Optima 4200 DV, que proporciona simultáneamente los espectros de todas las emisiones de todos los elementos presentes. Las soluciones de lixiviación ácidas se han analizado tal y como eran, mientras que las alcalinas, para prevenir la precipitación y la corrosión de los elementos de cuarzo, tuvieron que ser diluidas y taponadas. Evidentemente, los problemas de interpretación más importantes se encontraron con Na, K y Ca, que se ionizan fácilmente, dando a menudo la saturación de la señal en el detector. Como ya indicado anteriormente, se han realizado siempre análisis en blanco para asegurar que el sistema no influía en el resultado de lixiviación.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados presentados a continuación se refieren principalmente a la aplicación del esmalte [A], ya que era considerado el más utilizado en la producción de estas baldosas industriales; por otra parte, los resultados obtenidos por MFA y los resultados colorimétricos, así como los otros análisis de los esmaltes serán objeto de otra publicación.

La comparación del análisis por DRx de las superficies sin tratar y lixiviadas no ha sido útil para entender el comportamiento del ataque: en la figura 1, como ejemplo de la mayoría de los difractogramas obtenidos, se puede observar cómo el aspecto obtenido por DRX para el esmalte [A] es muy similar antes y después de cualquier tratamiento.

En la figura 2 se presentan y comparan los difractogramas de los vidriados con el pigmento azul y rosa, antes de cualquier ataque: se puede apreciar que mientras que el difractograma de la muestra azul es absolutamente idéntico al de la superficie no pigmentada (por consiguiente, el pigmento ha sido absorbido totalmente por las fases vítreas del esmalte), el esmalte de color rosa todavía aporta señales del pigmento, como las debidas al circón a 20.046, 27.022, 33.781 y 35.680 °2ϑ .

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La comparación de los análisis de DRX obtenidos a partir de la misma superficie del esmalte pigmentado, antes y después el ataque químico, por el contrario, no muestra ninguna diferencia importante, permitiendo la suposición que el ataque es eficaz en las fases vítreas amorfas, y no directamente en la estructura del pigmento (figura 3).

Figura 1. Comparación por DRX de las superficies sin atacar (superior), con ataque ácido (centro) y con ataque alcalino (inferior)

Figura 2. Comparación por DRX de las superficies sin atacar, con pigmento azul (superior) y rosa (inferior)

Figura 3. Comparación por DRX del vidriado con pigmento rosa antes (superior) y después (inferior) del ataque químico

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Muy interesante ha sido el análisis de las superficies por MEB: las observaciones principales se han realizado a unas ampliaciones de 100X y de 200X, aumentándolas hasta 2000X, cuando se notaban algunos particulares interesantes. Aquí presentamos los resultados obtenidos en las muestras del esmalte [A], que son muy representativas del comportamiento general. En las muestras del esmalte sin pigmento, por ejemplo las cocidas a 1190°C, casi hasta la temperatura de maduración, queda muy claro que el ataque alcalino no es eficaz en ninguna fase del vidriado, mientras que el ataque ácido es muy activo en destruir las fases no vítreas. La figura 4 presenta una comparativa de las imágenes obtenidas por electrones secundarios tomadas a 100X.

Mientras que en la superficie [1] las superficies vítreas (lisas) y las cristalinas (rugosas) tienen la misma composición, a base de aluminatos de silicio de Ca, Na, K, Mg y Na, una ampliación a 1600X de la superficie atacada con ácido [3] muestra que las grietas intergranulares están presentes después del ataque y que las áreas lisas restantes se componen prácticamente por la sílice amorfa.

[1] No atacada [2] Atacada con KOH [3] Atacada con HCl

Figura 4. Imágenes obtenidas por MEB a 100X en la superficie del esmalte [A] sin pigmento, cocido a 1190°C

Figura 5. Superficie atacada con ácido, 1600X, con microanálisis por EDS de las zonas lisas = sílice amorfa

El esmalte [A] + pigmento azul dio exactamente los mismos resultados que la superficie no atacada, y no muestra ninguna acción por KOH, mientras que el HCl lixivió la superficie de la baldosa cocida, dejando áreas de sílice amorfa, como las que se observan en las figuras 4 y 5. La evidencia muy ligera de la presencia de Co en el microanálisis desapareció después del ataque con ácido, aunque quedaba todavía presente después del ataque alcalino; sin embargo, los análisis por MEB-EDS no son los suficientemente sensibles para ningún análisis químico significativo.

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El esmalte [A] + el pigmento rosa, ambos, en las muestras no atacadas y en las atacadas con HCl o KOH, muestran la presencia de la matriz de aluminosilicatos alcalinotérreos y alcalinos, y la presencia de las áreas ricas en circón difundido, que siguen persistiendo después del ataque (figura 6).

Figura 6. El esmalte [A] con el pigmento rosa, con la cristalización de circón (1000X), no atacado

El análisis químico por ICP en las soluciones lixiviadas, finalmente, dio los resultados siguientes, confirmando la eficacia del ataque ácido con respecto al alcalino:

Ataque con HCl A 1190°C A 1200°C A 1210 °C A 1230 °C

Ca 38.5 ± 0.3 22.1 ± 0.2 20.1 ± 0.2 94 ± 1

K 17.8 ± 0.3 8.4 ± 0.2 8.0 ± 0.3 47 ± 3

Mg 12.8 ± 0.3 6.6 ± 0.1 6.3 ± 0.1 34.7 ± 0.4

Na 30.1 ± 0.4 14.4 ± 0.4 13.2 ± 0.5 74.4 ± 0.6

Al 80 ± 1 44.6 ± 0.3 39.3 ± 0.3 180 ± 2

Fe 541 ± 2 314 ± 4 293 ± 3 1.4 ± 0.1

Ti 50 ± 2 ppb 34 ± 1 ppb 30 ± 1 ppb 95 ± 1 ppb

Ataque con KOH A 1190°C A 1200°C A 1210°C A 1230 °C

Ca 8.2 ± 0.7 6.4 ± 0.6 6.8 ± 0.4 7.6 ± 0.3

Mg 1.6 ± 0.3 780 ± 12 ppb 1.4 ± 0.2 1.2 ± 0.1

Na 9.6 ± 0.5 10.3 ± 0.8 8.7 ± 0.2 12.0 ± 0.6

Al 10.7 ± 0.8 5.8 ± 0.3 3.6 ± 0.4 16.3 ± 0.6

Fe 486 ± 9 ppb 170 ± 6 ppb 340 ± 5 ppb 274 ± 8 ppb

Ti Tr. = < 0.01 ppm Tr. Tr. 12 ± 2 ppb

Tabla 2. Cesión de elementos, comprobado por ICP, en el esmalte [A], sin pigmento

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Ataque con HCl Co 1140°C Co 1170°C Co 1200°C Co 1210°C

Ca 52.4 ± 0.2 28.2 ± 0.3 15.3 ± 0.2 8.4 ± 0.3

K 42 ± 2 19.3 ± 0.4 10.4 ± 0.4 8.9 ± 0.5

Mg 27.3 ± 0.5 12.8 ± 0.2 10.4 ± 0.3 7.8 ± 0.2

Na 55 ± 2 30.6 ± 0.6 14.8 ± 0.2 12.1 ± 0.3

Al 104 ± 3 62 ± 2 40 ± 1 28.2 ± 0.4

Fe 850 ± 8 ppb 485 ± 6 ppb 386 ± 5 ppb 304 ± 6 ppb

Ti Tr. Tr. Tr. Tr.

Co 8.3 ± 0.2 4.1 ± 0.2 3.4 ± 0.3 2.8 ± 0.1

Ataque con KOH Co 1140°C Co 1170°C Co 1200°C Co 1210°C

Ca 10.3 ± 0.4 8.9 ± 0.2 9.6 ± 0.3 6.8 ± 0.2

Mg 2.8 ± 0.1 5.4 ± 0.2 4.6 ± 0.1 3.6 ± 0.1

Na 10.6 ± 0.4 12.8 ± 0.4 10.1 ± 0.3 6.6 ± 0.2

Al 15.4 ± 0.3 10.6 ± 0.2 8.5 ± 0.1 6.3 ± 0.1

Fe Tr. 28 ± 1 ppb Tr. 36 ± 2 ppb

Ti Tr. Tr. Tr. Tr.

Co 240 ± 13 ppb 210 ± 7 ppb 264 ± 9 ppb 197 ± 11 ppb

Tabla 3. Cesión de elementos, verificada por ICP, en el esmalte [A], con el pigmento azul de espinela

Para entender mejor el comportamiento de las superficies pigmentadas, se ha realizado el ensayo del ataque químico también en los pigmentos individuales, en forma de polvo, tal y como se utilizan para aditivarlos a los esmaltes, con los resultados siguientes:

Pigmento Co Zr Al Fe Ca K Na Mg

Azul 8.7 ±0.2 -- 42.5± 0.4 430 ppb 29.5 ±0.4 2.2 ± 0.3 10.0± 0.4 6.6 ± 0.2

Rosa -- 2.2 ± 0.1 1.3 ± 0.1 22.6± 0.3 8.1 ± 0.4 2.6 ± 0.3 2.0 ± 0.3 38.5± 0.4

Tabla 4. Cesión de los elementos, con ataque con HCl, a partir de los pigmentos individuales

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Ataque con HCl Zr 1140°C Zr 1170°C Zr 1200°C Zr 1210°C

Ca 16.0 ± 0.2 16.5 ± 0.3 12.5 ± 0.3 6.4 ± 0.2

K 7.6 ± 0.3 8.4 ± 0.6 6.4 ± 0.5 4.6 ± 0.3

Mg 5.9 ± 0.4 5.4 ± 0.3 4.1 ± 0.2 3.5 ± 0.3

Na 12.3 ± 0.7 15.5 ± 0.6 10.1 ± 0.3 6.6 ± 0.3

Al 29.6 ± 0.4 35.6 ± 0,6 28.4 ± 0.8 18.3 ± 0.4

Fe 1.5 ± 0.1 1.1 ± 0.1 706 ± 12 518 ± 12

Ti Tr. Tr. Tr. Tr.

Zr 130 ± 4 ppb 156 ± 6 ppb 114 ± 7 ppb 64 ± 5 ppb

Ataque con KOH Zr 1140°C Zr 1170°C Zr 1200°C Zr 1210°C

Ca 8.0 ± 0.3 9.5 ± 0.5 6.7 ± 0.4 4.8 ± 0.5

Mg 3.7 ± 0.3 2.3 ± 0.2 1.4 ± 0.2 1.1 ± 0.1

Na 4.2 ± 0.3 5.0 ± 0.2 6.3 ± 0.5 7.2 ± 0.3

Al 8.6 ± 0.2 12.4 ± 0.3 7.5 ± 0.4 6.1 ± 0.2

Fe 286 ± 12 ppb 356 ± 8 ppb 312 ± 12 ppb 258 ± 7 ppb

Ti Tr. Tr. Tr. Tr.

Zr Tr. Tr. Tr. Tr.

Tabla 5. Cesión de los elementos, verificada por ICP, en el esmalte [A], con el pigmento rosa de espinela

4. CONCLUSIONES

Como era previsible, la gran cantidad de óxidos alcalinos y alcalinotérreos, de naturaleza no ácida, contenida en la superficie esmaltada cocida, inclusa cuando se encuentran presentes cantidades del sílice, exponen estas capas más al ataque ácido y las hace menos sensibles al ataque alcalino. El efecto de la temperatura de cocción es de escasa importancia hasta que el esmalte se haya madurado completamente y se encuentre en condiciones de sinterización-masa fundida (en estos experimentos, hasta 1210°C), mientras que un aumento posterior de la temperatura, de acuerdo con la multiplicación repentina de la porosidad debido a las microburbujas y el debilitamiento de la red vítrea, permite que la agresión por parte de los productos químicos sea cada vez más eficaz.

Generalmente, la cantidad de cationes lixiviados debe ser considerada proporcional a la cantidad del elemento contenido en la superficie, siguiendo la tendencia Al > Ca > Na > otros elementos. Los elementos cromóforos siempre tienen pérdidas bajas.

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El ataque ácido con HCl al 18 % en w/w extrae de la matriz vítrea prácticamente todos los cationes, dejando solamente la sílice amorfa. Esto podría deberse a la relación relevante de carga/radio de ión de Cl-, que permite una unión muy estable con los cationes alcalinos y alcalinotérreos y con el aluminio también, debilitando las uniones existentes con el oxígeno presente en la red vítrea. El aluminio, por otra parte, incluso si es un estabilizador de red, al ser un elemento anfótero, es el único que presenta una reactividad bastante alta con KOH.

Si los pigmentos se encuentran presentes, el comportamiento en la lixiviación no cambia de forma significativa.

La lixiviación del Co a partir de la espinela azul es realmente relevante, con relación a su proporción muy baja en el pigmento, ya que este pigmento se elimina totalmente por el HCl, junto con las fases vítreas en las cuales se ha fundido.

La lixiviación del Zr a partir del circón rosa, por el contrario, es muy escasa, debido a la resistencia de las “islas cristalinas” de circón, como se ha observado por MEB.

Algunas de estas conclusiones pueden apreciase a partir de las figuras siguientes:

Figura 7. Cationes lixiviados por HCl en función de la temperatura de cocción del esmalte [A]

Figura 8. Cationes lixiviados por KOH en función de la temperatura de cocción del esmalte [A]

El examen general de los datos obtenidos por el análisis químico permite, también, observar que los esmaltes con el pigmento liberan, en las mismas condiciones de temperatura, menos cationes en la disolución, no solamente en los esmaltes rosa, donde la presencia de Zr disminuye, como hemos visto, la posibilidad de atacar la superficie, sino también cuando se ensaya el esmalte azul, incluso si es más sensible a los productos químicos.

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CASTELLÓN (ESPAÑA)

BIBLIOGRAFÍA

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