Materiales Industriales: Propiedades y Procesos de Fabricación de Vidrio y Cerámicos

El Vidrio

El vidrio es un material transparente que puede adquirir cualidades cromáticas. Es impermeable, suave al tacto, duro, aunque muy frágil. Es resistente a las condiciones medioambientales y agentes químicos, y un buen aislante térmico, eléctrico y acústico.

Obtención y Conformación del Vidrio

Se obtiene mezclando arena de cuarzo, sosa (fundente) y cal. La mezcla se funde en un horno a temperaturas muy altas (sobre 1400ºC). El resultado es una pasta vítrea que se somete en caliente a diversas técnicas de conformación, según la forma deseada:

Conformación por Soplado Automático

El material vítreo entra en un molde hueco cuya superficie interior es la forma que se le quiere dar. Una vez cerrado, se inyecta aire comprimido en su interior para que el material se adapte a sus paredes. Tras enfriarse, se abre el molde y se extrae el objeto.

Aplicaciones:

• Botellas
• Frascos
• Ampollas
• Vasos

Conformación por Flotación sobre un Baño de Estaño

El material fundido se vierte en un depósito que contiene estaño líquido. Al ser denso, el vidrio se va distribuyendo sobre el estaño en una lámina, la cual es empujada por un sistema de rodillos hacia un horno de recocido donde se enfría.

Aplicaciones:

• Cristales planos y lunas
• Láminas de vidrio de grosores comprendidos entre 3 mm y 18 mm

Conformación por Laminado

El material fundido se hace pasar por un sistema de rodillos de laminado, grabados o lisos.

Aplicaciones:

• Vidrios de seguridad

Materiales Cerámicos

Los materiales cerámicos se obtienen a partir de materias primas arcillosas. La arcilla se modela, se tornea, se prensa o se moldea. Luego se somete a un proceso de cocción en un horno a elevadas temperaturas.

Clasificación de las Cerámicas

Dependiendo de la naturaleza y el tratamiento de las materias primas, y del proceso de cocción, se distinguen dos grandes grupos: cerámicas gruesas y cerámicas finas. Las cerámicas gruesas, a diferencia de las finas, se caracterizan por ser permeables.

Cerámicas Gruesas

Arcilla Cocida

Se elabora con arcilla ordinaria de color rojizo mate.

Propiedades:

• Tacto duro y áspero
• Frágil

Aplicaciones:

• Puede aparecer recubierta o no de un esmalte blanco: tejas, objetos de alfarería y objetos de construcción.

Loza

Se obtiene de una mezcla de arcilla blanca con sílice y feldespato.

Propiedades:

• Tacto fino y suave
• Elevada dureza

Aplicaciones:

• Cubierta por una capa de barniz o esmalte que proporciona a su superficie un atractivo aspecto. Se emplea en la fabricación de vajillas, objetos decorativos, azulejos de baño, etc.

Refractarios

Formados por arcilla cocida con óxidos de metales.

Propiedades:

• Resistente a temperaturas superiores a 3000ºC.

Aplicaciones:

• Revestimiento interior de altos hornos
• Componentes eléctricos y electrónicos

Cerámicas Finas

Gres

Se compone de arcillas refractarias.

Propiedades:

• Aspecto vidriado
• Elevada dureza (raya al vidrio)
• Gran compactibilidad
• Sonido metálico por percusión

Aplicaciones:

• Se emplea en baldosas y azulejos de especial dureza y resistencia
• Tubos
• Ladrillos

Porcelana

Se obtiene de arcilla blanca muy seleccionada, denominada caolín.

Propiedades:

• Transparente
• Compacta
• Sonido metálico por percusión
• Elevada dureza (no es rayada por el acero)
• Resistente a los ácidos

Aplicaciones:

• Con un grosor de 2mm-3mm. Se usa en vajillas, objetos decorativos, aislantes eléctricos, sanitarios, industria química, gres, etc.