Una frita es una composición cerámica que ha sido fundida, templada y granulada. Las fritas forman una parte importante de los lotes utilizados en la composición de esmaltes y vidriados cerámicos ; el propósito de esta fusión previa es hacer insolubles los componentes solubles y / o tóxicos haciendo que se combinen con sílice y otros óxidos añadidos. [1] Sin embargo, no todo el vidrio fundido y templado en agua es frita, ya que este método de enfriar el vidrio muy caliente también se usa ampliamente en la fabricación de vidrio.
Según el OED , el origen de la palabra "frita" se remonta a 1662 y es "una mezcla calcinada de arena y fundentes lista para ser fundida en un crisol para hacer vidrio". Hoy en día, las materias primas sin calentar de la fabricación de vidrio se denominan más comúnmente "lotes de vidrio".
En la antigüedad, la frita se podía triturar para hacer pigmentos o darle forma para crear objetos. También puede haber servido como material intermedio en la fabricación de vidrio en bruto . La definición de frita tiende a ser variable y ha resultado ser un tema espinoso para los estudiosos. En los últimos siglos, las fritas han asumido una serie de funciones, como biomateriales y aditivos para cerámicas dieléctricas de microondas . La frita en forma de aluminosilicato se puede utilizar en refractarios de colada continua sin esmalte.
Frita antigua
Los arqueólogos han encontrado evidencia de frita en Egipto , Mesopotamia , Europa y el Mediterráneo . [2] La definición de frita como material sinterizado , policristalino y sin esmaltar se puede aplicar a estos contextos arqueológicos. [3] [4] [5] Suele ser de color azul o verde.
Frita azul
La frita azul, también conocida como azul egipcio , se hizo a partir de cuarzo , cal , un compuesto de cobre y un fundente alcalino , todo calentado a una temperatura entre 850 y 1000 ° C. [6] Es posible que se haya utilizado arena de cuarzo para aportar sílice a la frita. [7] El contenido de cobre debe ser mayor que el contenido de cal para crear una frita azul . [8] En última instancia, la frita consiste en cristales de cuprorivaita (CaCuSi 4 O 10 ) y "partículas de cuarzo parcialmente reaccionadas unidas entre sí" mediante vidrio intersticial. [9] A pesar de un argumento en contrario, los científicos han descubierto que, independientemente del contenido de álcali, los cristales de cuprorivaita se desarrollan por "nucleación o crecimiento dentro de una fase líquida o vítrea". [10] Sin embargo, el contenido de álcali y la aspereza de los cristales de cuprorivaita contribuyen al tono azul de la frita. [11] Un alto contenido de álcali producirá "una gran proporción de vidrio", lo que diluirá los cristales de cuprorivaita y producirá tonos más claros de azul. [11] El reafilado y re sinterizado de la frita creará cristales de cuprorivaita más finos, que también producirán tonos más claros. [11]
La primera aparición de la frita azul es como pigmento en una pintura de una tumba en Saqqara que data del 2900 a. C., aunque su uso se hizo más popular en Egipto alrededor del 2600 a. C. [9] También se ha descubierto frita azul en las tumbas reales de Ur del período Dinástico Temprano III . [12] Su uso en el Mediterráneo se remonta a los frescos de Thera de finales de la Edad del Bronce Medio . [13]
Si bien la fase vítrea está presente en las fritas azules de Egipto, los científicos no la han detectado en las fritas azules del Cercano Oriente , Europa y el Egeo . [14] La meteorización natural , que también es responsable de la corrosión de los vidrios y esmaltes de estas tres regiones, es la razón probable de esta ausencia. [14] [15]
En Amarna , los arqueólogos han encontrado frita azul en forma de tortas circulares, residuos de polvo y fragmentos de vasijas. [16] El análisis de las microestructuras y los tamaños de los cristales de estas fritas ha permitido a Hatton, Shortland y Tite deducir la conexión entre los tres materiales. Las tortas se producían calentando las materias primas para la frita, luego se molían para hacer polvos y, finalmente, los polvos se moldeaban y se volvían a calentar para crear vasijas. [17]
En Sobre la arquitectura , el escritor Vitruvio del siglo I a.C. informa sobre la producción de 'caeruleum' (un pigmento azul) en Pozzuoli , elaborado mediante un método utilizado en Alejandría , Egipto. [18] Vitruvius enumera las materias primas para caeruleum como arena, limaduras de cobre y 'nitrum' (sosa). [11] De hecho, el análisis de algunas fritas que datan de la época de Thutmosis III y más tarde muestra el uso de limaduras de bronce en lugar de mineral de cobre . [11]
Las existencias sugieren que los polvos de desecho de la perforación de piedra caliza , combinados con una concentración menor de álcali, pueden haberse utilizado para producir fritas azules. [19] Los polvos deben su contenido de cobre a la erosión de los taladros tubulares de cobre utilizados en el proceso de perforación. [20] Sin embargo, el registro arqueológico aún no ha confirmado tal relación entre estas dos tecnologías.
Frita verde
Hasta ahora, la evidencia del uso de frita verde se limita a Egipto. [16] Junto con la malaquita , la frita verde solía emplearse como pigmento verde. [21] Su aparición más temprana es en pinturas de tumbas de la dinastía XVIII , pero su uso se extiende al menos hasta el período romano . [22] La fabricación de frita verde y azul se basa en las mismas materias primas, pero en diferentes proporciones. [9] Para producir frita verde , la concentración de cal debe superar la concentración de cobre. [23] La temperatura de cocción requerida para la frita verde puede ser ligeramente superior a la de la frita azul, en el rango de 950 a 1100 ° C. [9] El producto final está compuesto de cristales de cobre- wollastonita ([Ca, Cu] 3 Si 3 O 9 ) y una "fase vítrea rica en cloruros de cobre, sodio y potasio". [24] En determinadas circunstancias (el uso de un proceso de calentamiento de dos pasos, la presencia de hematita ), los científicos pudieron hacer una frita azul a base de cuprorivaita que más tarde se convirtió en una frita verde a base de cobre-wollastonita a una temperatura de 1050ºC. ° C. [25] En algunas pinturas murales del antiguo Egipto, los pigmentos que originalmente eran azules ahora son verdes: la frita azul puede "desvitrificar" de modo que la "wollastonita de cobre predomina sobre el componente menor de cuprorivaita". [13] Al igual que con la frita azul, Hatton, Shortland y Tite han analizado la evidencia de la frita verde en Amarna en forma de tortas, polvos y un fragmento de vasija e infirieron la producción secuencial de los tres tipos de artefactos. [17]
Relaciones entre frita, vidrio y loza
Un texto acadio de la biblioteca de Assurbanipal en Nínive sugiere que una sustancia similar a una frita era un material intermedio en la producción de vidrio en bruto. [26] Este paso intermedio habría seguido a la molienda y mezcla de las materias primas utilizadas para hacer vidrio. [27] Un extracto de la traducción de Oppenheim de la Tabla A, Sección 1 del texto de Nínive dice:
Mantienes un fuego bueno y sin humo hasta que el 'metal' (vidrio fundido) se frita. Lo sacas y dejas que se enfríe.
- [28]
Los pasos que siguen implican recalentar, volver a moler y finalmente recoger el polvo en una sartén. [28] Siguiendo la receta de Nínive, Brill pudo producir un vaso de "alta calidad". [29] Dedujo que el intermedio de frita es necesario para que los gases evolucionen durante esta etapa y el producto final esté prácticamente libre de burbujas . [30] Además, moler la frita en realidad acelera la "segunda parte del proceso, que es ... reducir el sistema a un vidrio". [31]
Moorey ha definido este paso intermedio como "fritado", "un proceso en el que las sales solubles se vuelven insolubles al descomponer los carbonatos , etc. y formar una masa compleja de silicatos sinterizados". [32] Una frita conservada en un "fragmento de sartén" conservado en el Museo Petrie "muestra numerosas manchas blancas de sílice sin reaccionar y una gran cantidad de vesículas donde se habían formado gases". [33] El proceso era conocido por escritores antiguos como Plinio y Teófilo . [33]
Pero sigue siendo cuestionable si este "fritado" se hizo en la antigüedad como un paso deliberado en la fabricación de vidrio crudo. Las composiciones de fritas y vidrios recuperados de Amarna no concuerdan de una manera que implicaría que las fritas fueran las precursoras inmediatas de los vidrios: las fritas tienen concentraciones más bajas de sosa y cal y concentraciones más altas de cobalto y alúmina que los vidrios. [34]
Los estudiosos han sugerido varias conexiones potenciales entre frita y loza . Kühne propone que la frita puede haber actuado como el "agente aglutinante de loza" y sugiere que este aglutinante estaba compuesto predominantemente de sílice, álcali y cobre con concentraciones menores de alcalinotérreos y estaño . [35] Pero el análisis de una amplia gama de fritas egipcias contradice la composición de aglutinante que ofrece Kühne. [36] Vandiver y Kingery argumentan que un método para producir un esmalte de loza era "fritar o derretir los componentes del esmalte para formar un vidrio", luego moler el vidrio y formar una suspensión en agua, y finalmente aplicar el esmalte "por inmersión o cuadro." [37] Sin embargo, su uso de "frita" como virtualmente sinónimo de "derretir" representa otra interpretación única de lo que constituiría una "frita". Finalmente, Tite et al. informan que las fritas, inusualmente coloreadas de azul por el cobalto, que se encuentran en las "sartenes para fritar" en Amarna tienen composiciones y microestructuras similares a las de la loza vítrea, una forma de loza egipcia de alta temperatura que incorporó cobalto en su cuerpo. [38] En su reconstrucción de la fabricación de loza vítrea, Tite et al. proponen que la cocción inicial de las materias primas a 1100-1200 ° C produce una frita azul cobalto, que luego se muele, moldea y esmalta. [34]
En general, las fritas, los vidrios y la loza son materiales similares: todos están basados en sílice pero tienen diferentes concentraciones de álcali, cobre y cal. [39] Sin embargo, como afirma Nicholson, son materiales distintos porque "no sería posible convertir loza en frita o frita en vidrio simplemente mediante un calentamiento adicional o a una temperatura más alta". [40]
El uso de fritas como pigmentos y como objetos completos da crédito a la idea de que la fabricación de fritas era, hasta cierto punto, una industria “especializada”. [41] De hecho, los científicos han determinado que los objetos de frita, como amuletos , cuentas y vasijas, tienen composiciones químicas similares a las de las fritas en polvo diseñadas para su uso como pigmentos. [42] Sin embargo, determinar las relaciones técnicas exactas entre las industrias de frita, vidrio y loza es un área de interés académico actual y, probablemente, futuro. Las excavaciones en Amarna ofrecen una confirmación espacial de estas relaciones potenciales, ya que las industrias de frita, vidrio y loza estaban ubicadas “muy cerca” unas de otras. [43]
Fritware
Fritware se refiere a un tipo de cerámica que se desarrolló por primera vez en el Cercano Oriente, donde la producción se remonta a finales del primer milenio d.C. hasta el segundo milenio d.C. Frit fue un ingrediente importante. Una receta de "fritware" que data de c. 1300 d. C. escrito por Abu'l Qasim informa que la proporción de cuarzo a "vidrio fritado" a arcilla blanca es de 10: 1: 1. [44] Este tipo de cerámica también se ha denominado "pasta de piedra" y "loza", entre otros nombres. [45] Un corpus de "protopasta de piedra" del siglo IX de Bagdad tiene "fragmentos de vidrio relictos" en su tejido. [46] El vidrio es álcali-cal-plomo-sílice y, cuando la pasta fue cocida o enfriada, se formaron cristales de wollastonita y diópsido dentro de los fragmentos de vidrio. [47] La falta de "inclusiones de cerámica triturada " sugiere que estos fragmentos no provienen de un esmalte. [48] El motivo de su adición habría sido la liberación de álcali en la matriz durante la cocción, lo que "aceleraría la vitrificación a una temperatura de cocción relativamente baja y, por lo tanto, aumentaría la dureza y densidad del cuerpo [cerámico]". [48] Queda por ver si estos "fragmentos de vidrio relictos" son realmente "fritas" en el sentido más antiguo.
La cerámica de Iznik se produjo en la Turquía otomana ya en el siglo XV d.C. [49] Consiste en un cuerpo, engobe y vidriado, donde el cuerpo y el vidriado son "frita de cuarzo". [50] Las "fritas" en ambos casos "son inusuales porque contienen tanto óxido de plomo como sosa "; el óxido de plomo ayudaría a reducir el coeficiente de expansión térmica de la cerámica. [51] El análisis microscópico revela que el material que ha sido etiquetado como "frita" es "vidrio intersticial" que sirve para conectar las partículas de cuarzo. [52] Tite sostiene que este vidrio se agregó como frita y que el vidrio intersticial se formó al cocer. [53]
Frit también fue un componente importante en algunas de las primeras porcelanas europeas. Los fabricantes famosos del siglo XVIII incluyeron a Sèvres en Francia, y en Chelsea, Derby, Bow, Worcester y Longton Hall en Inglaterra. [1] [54] Al menos una porcelana frita permanece en producción en Belleek , Condado de Fermanagh , Irlanda del Norte . Esta fábrica, fundada en 1857, produce una loza que se caracteriza por su delgadez, superficie ligeramente iridiscente y que el cuerpo está formulado con una proporción importante de frita. [1]
Usos modernos
Las fritas son componentes indispensables de la mayoría de los esmaltes cerámicos industriales que maduran a temperaturas inferiores a 1150 ° C. [55] Las fritas suelen ser productos intermedios en la producción de vidrio en bruto, a diferencia de los pigmentos y los objetos con forma, [56] pero pueden utilizarse como equipo de laboratorio en varios contextos de alta tecnología. Las fritas hechas principalmente de sílice, trióxido de diboro (B 2 O 3 ) y sosa se utilizan como esmaltes en tuberías de acero . [57] Otro tipo de frita se puede utilizar como biomaterial , que es un material hecho para formar parte de uno o más organismos vivos o para entrar en contacto íntimo con ellos. El vidrio de sosa-cal-sílice fundido se puede "verter en agua para obtener una frita", que luego se muele hasta convertirla en polvo. [58] Estos polvos se pueden utilizar como "andamios para sustituciones de huesos ". [58] Además, se pueden agregar ciertas fritas a las cerámicas de alta tecnología: dichas fritas se fabrican moliendo óxido de zinc (ZnO) y ácido bórico (H 3 BO 3 ) con perlas de circonio (Zr) y luego se calienta esta mezcla a 1100 °. C, apagándolo y moliéndolo. [59] Esta frita se agrega luego a un polvo cerámico de titanato de litio (Li 2 TiO 3 ), que permite que la cerámica se sinterice a una temperatura más baja mientras mantiene sus "propiedades dieléctricas de microondas". [59] La sinterización es la fusión a alta temperatura. juntos de polvo para formar un material sólido, generalmente poroso. En equipos de procesos químicos industriales y de laboratorio, el término frita denota un filtro hecho por sinterización de partículas de vidrio para producir una pieza de porosidad conocida denominada vidrio fritado . La palabra también se usa en un sentido más amplio para denotar un filtro de cualquier composición (por ejemplo, acero inoxidable, polietileno) que se sustituye donde una frita de vidrio podría haberse usado. También la frita se usa como componente principal en la fabricación de cerámica. engobe por los productores de baldosas de cerámica Y como resultado del amplio uso de fritas en la industria de las baldosas cerámicas, recientemente se establecieron muchas fábricas de fritas en muchos países como Egipto.
Las fritas modernas tienen varios tipos según su uso en el esmalte cerámico, como frita transparente, frita mate y frita opaca.
Los parabrisas de los automóviles incorporan una banda oscura de puntos de cerámica alrededor de los bordes llamada frita . [60]
Ver también
- Azul egipcio - Pigmento utilizado en el antiguo Egipto
- Loza egipcia - Tipo de cerámica de cuarzo sinterizado del Antiguo Egipto
- Alfarería islámica
- Cerámica de Iznik
- Contacto fritting
Referencias
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enlaces externos
- Frita azul de Amarna ahora en el Museo Petrie
- Sartén con frita verde ahora en el Museo Petrie
- Una explicación arqueometalúrgica de la desaparición del vidrio azul cobalto egipcio y del Cercano Oriente al final de la Arqueología de Internet de la Edad del Bronce tardía