Cocción de las cerámicas

La razón de ser de la cerámica, así como su importancia económica, se basan en el hecho de que la cocción de las pastas previamente moldeadas provoca una modificación fundamental en sus propiedades, dando lugar a un material duro de consistencia pétrea e inalterabilidad de forma, elevándose su dureza y resistencia mecánica, resistente al agua y a los productos químicos y que posee, además, características excelentes y muy diversificadas.

Si la cocción se hace lentamente, se mejora la calidad, pero con ello aumentan los costos. Industrialmente se estudian las curvas de temperatura-tiempo de cada horno para conseguir el equilibrio del sistema.

Con un intervalo de cocción demasiado corto, cualquier pequeña diferencia de temperatura del horno hace que el producto pase de poco a demasiado cocido.  Otro factor importante es el tiempo de cocción a la máxima temperatura, que depende de las dimensiones
del producto ya que es necesario un tiempo que permita que las partes centrales del producto alcancen la temperatura requerida.
Otras condiciones para una buena cocción son:
- Uniformidad de la temperatura en el horno lo más perfecta posible, evitando el contacto directo de la  llama con el producto cerámico.
- Control de la curva de cocción  incluso durante el calentamiento y enfriamiento, ya que pueden presentarse tensiones que produzcan roturas.
- Atmósfera del horno controlada.

Durante la operación de cocción intervienen tres factores fundamentales: temperatura, tiempo y atmósfera del horno. Los fenómenos que se desarrollan durante la cocción pueden clasificarse en fenómenos físicos y fenómenos químicos.

Los fenómenos físicos se manifiestan en todos los materiales crudos o cocidos y pueden citarse la dilatación térmica, las transformaciones alotrópicas, la densificación, la fusión de ciertos constituyentes, etc. La dilatación térmica es un efecto de la elevación de la temperatura y se manifiesta de modo que el volumen aumenta en ausencia de transformaciones que modifiquen la naturaleza del material. En el caso general, la dilatación es isotrópica.

Las transformaciones alotrópicas son propias de las fases cristalinas y pueden producir grandes perturbaciones en el material. Así, por ejemplo, el cuarzo presenta una transformación α↔β a los 573 °C. Esta transformación va acompañada de una variación de volumen del 0.8 %. Este fenómeno es necesario considerarlo en productos crudos o cocidos que presenten cuarzo libre.

A más alta temperatura, a partir de los 920 °C y bajo la acción de mineralizadores, el cuarzo-β genera cristobalita – α con un aumento de volumen del 14.3 %.

A partir de los 1000ºC aproximadamente, existe una transformación de la estructura molecular de los silicatos cristalizando formando agujas, produciendo variaciones importantes de volumen.

Efectos de la temperatura: (1) probeta seca (sin cocer); (2) a 850ºC; (3) a 950ºC; (4) a 1050ºC; (5) a 1150ºC.

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