Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Oct 2010)

Influence of alumina characteristics on glaze properties

  • Arrufat, S.,
  • Pérez, R.,
  • García-Ten, J.,
  • Bou, E.,
  • Atichian, G.

Journal volume & issue
Vol. 49, no. 4
pp. 271 – 278

Abstract

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Aluminium oxide is a synthetic raw material manufactured from bauxite by the Bayer process, whose Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> content typically exceeds 99%. Four main types of alumina can be defined, depending on the processing used: hydrargillite Al(OH)<sub>3</sub>, boehmite AlOOH, transition aluminas (calcined at low temperatures, 1000 °C, with an intermediary crystallographic structure between hydrates and alpha alumina), and α-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (calcined at high temperatures, >1100 °C). In glaze manufacturing, α-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> is the main type of alumina used. This raw material acts as a matting agent: the matt effect depends on alumina particle size and content in the glaze. This study examines the effect of the degree of alumina calcination on glaze technical and aesthetic properties. For this purpose, aluminas with different degrees of calcination were added to a glaze formulated with a transparent frit and kaolin, in order to simplify the system to be studied. The results show that, depending on the degree of calcination, alumina particles can react with the glaze components (SiO<sub>2</sub>, CaO, and ZnO) to form new crystalline phases (anorthite and gahnite). Both crystallisations extract CaO and ZnO from the glassy phase, increasing glassy phase viscosity. The variation in crystalline phases and glassy phase viscosity yields glazes with different technical and aesthetic properties.<br><br>El óxido de aluminio es una materia prima sintética fabricada a partir de la bauxita por medio del proceso Bayer, cuyo contenido de Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> supera, por regla general, el 99%. Se pueden definir cuatro tipos de alúmina, en función del tipo de proceso usado: hidrargilita Al(OH)<sub>3</sub>, boehmita AlOOH, alúminas de transición (calcinadas a bajas temperaturas, 1000 °C, con una estructura cristalográfica intermedia entre los hidratos y la alfa alúmina), y la α-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (calcinada a altas temperaturas, >1100 °C). En la fabricación de los esmaltes, α-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> es el tipo principal de alúmina usado. Esta materia prima actúa como matificante: el efecto mate depende del tamaño de la partícula de alúmina y de su contenido en el esmalte. Este estudio examina el efecto del grado de calcinación de la alúmina en las propiedades estéticas y técnicas del esmalte. Para esto, se han añadido alúminas con distintos grados de calcinación al esmalte formulado con una frita transparente y caolín, para simplificar el sistema a estudiar. Los resultados demuestran que, en función del grado de calcinación, las partículas de alúmina pueden reaccionar con los componentes del esmalte (SiO<sub>2</sub>, CaO, y ZnO) para formar nuevas fases cristalinas (anortita y gahnita). Ambas cristalizaciones extraen CaO y ZnO de la fase vítrea, incrementando la viscosidad de la fase vítrea. La variación de las fases cristalinas y la viscosidad de la fase vítrea generan vidriados con propiedades técnicas y estéticas distintas.

Keywords