Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Aug 2007)
Influencia del enfriamiento de la etapa de cocción sobre las propiedades mecánicas del gres porcelánico
Abstract
This study was undertaken to determine the influence of post-fire cooling on generation of residual stress and mechanical properties in porcelain tile. The test pieces were prepared and subjected to different types of cooling. Macroscopic stresses were determined by the strain relaxation method with incremental cutting. Microscopic stresses on the quartz particles were analysed by X-ray diffraction (XRD). During fast cooling, a macroscopic residual stress profile, characteristic of tempering processes in glasses, was observed to develop with the ensuing increase in mechanical strength. XRD analysis showed that the quartz particles were subjected to tension, additionally strengthening the material. However, the quartz also gave rise to microstructural deterioration owing to crack generation and growth. Such microstructural deterioration limits the increase in mechanical strength, in particular for the high cooling rates used after the allotropic transformation of quartz.<br><br>El presente estudio ha sido planteado con el objeto de determinar la influencia del enfriamiento de la etapa de cocción sobre el desarrollo de tensiones residuales y las propiedades mecánicas del gres porcelánico. Para ello se prepararon probetas que fueron sometidas a diferentes tipos de enfriamiento. Las tensiones macroscópicas fueron determinadas con el método de relajación de deformaciones por corte incremental. Las tensiones microscópicas sobre las partículas de cuarzo fueron analizadas por DRX. Se observó que durante el enfriamiento rápido el material desarrolla un perfil de tensiones residuales macroscópicas característico de procesos de templado de vidrios, con el consecuente incremento en la resistencia mecánica. La difracción de rayos X ha puesto de manifiesto que las partículas de cuarzo se encuentran sometidas a tracción, reforzando también el material. Sin embargo, el cuarzo provoca un deterioro microestructural por la generación y crecimiento de grietas. Este último hecho limita el incremento de la resistencia mecánica, lo cual es especialmente notorio para las elevadas velocidades de enfriamiento que tienen lugar después de la transformación alotrópica del cuarzo.
