Vidrios el vidrio



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VIDRIOS

El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el ser humano. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos.



Composición de los vidrios:

La constitución química de los vidrios no puede expresarse correctamente por medio de fórmulas, por variar sus componentes entre límites más o menos amplios El vidrio ordinario puede responder a una formula aproximada: 2.5SiO2 .



Propiedades físicas
Según su composición, algunos vidrios pueden fundir a temperaturas de sólo 500 °C; en cambio, otros necesitan 1.650 ºC.

La densidad relativa (densidad con respecto al agua), el vidrio puede ser más ligero que el aluminio o más pesado que el acero.

Las propiedades ópticas y eléctricas también pueden variar mucho.


Tipos de vidrios.

Una carga de vidrio comercial puede llegar a constar de una mezcla de siete a doce materias primas diferentes, pero en general esta formada por cuatro a seis, elegidos de materiales como la arena, la piedra caliza, la dolomita, la ceniza de sosa, el ácido bórico, el bórax, materiales feldespáticos y compuestos de plomo y bario.

Además de estos, en la mayor parte de las cargas comerciales, es común que se incluya vidrio de desecho en la cantidad de 15 – 30 %.

El vidrio de desecho (CALCIN) se compra o se obtiene de la práctica de producción normal. La lista que se va a dar refleja las composiciones aproximadas y propiedades más significativas de los tipos principales de vidrio. Se dan los porcentajes en peso de los óxidos y elementos principales. Las propiedades detalladas dependen de la composición exacta y pueden ser sensibles a cambios pequeños en las materias primas secundarias.

Entre otros tipos de vidrios, ponemos algunos tipos para conocimiento general. Muchos de ellos, tienen distinto grado de resistencia a las temperaturas y otras propiedades distintas, al que habitualmente denominamos vidrio comun

Vidrio de sílice pura:

Utilizado principalmente por su baja expansión térmica, alta temperatura de servicio y, cuando es muy puro, por su transparencia a un amplio rango de longitudes de onda en el espectro electromagnético y a las ondas sonoras (Alta transmisión espectral). También tiene buena resistencia química, eléctrica y dieléctrica. Su desventaja es la muy elevada temperatura necesaria para su fabricación, aun cuando se puede producir por hidrólisis del SiCl4, pero en cualquiera de los dos casos es caro. Se usa para los espejos ligeros para los telescopios transportados por satélites, reflectores de rayos láser, crisoles especiales para la fabricación de cristales sencillos puros de sílice para transistores y como un tamiz molecular que deja pasar el hidrogeno y el helio.



Vidrio de sosa, cal y sílice.

La adición de sosa (Na2O) y, a veces, potasa (K2O) y de CaO a la sílice baja el punto de ablandamiento en 800-900 °C (desde 1600 °C hasta alrededor de 730 °C), por lo que es más fácil su fabricación. A este tipo de vidrios se les adiciona entre 1 y 4 % de MgO para prevenir la desvitrificación y también se les incorpora de 0.5 a 1.5 % de alúmina para aumentar su duración aumentando su resistencia química. Las propiedades eléctricas pueden variar ampliamente con la composición. Son los vidrios de fabricación más corrientes y constituyen alrededor del 90% de todo el vidrio producido. Se utilizan para vidrios planos, objetos prensados y soplados y productos ligeros para los que no se precise una alta resistencia química y una alta resistencia al calor, como ventanas, frascos, bombillas eléctricas, etc. El "crownglass" es de este tipo, aun cuando el crownglass óptico moderno suele contener oxido de bario, en lugar de cal.



Vidrio de borosilicato:

La sustitución de óxidos alcalinos por oxido de boro en la red vítrea de la sílice da lugar a vidrios de más baja expansión térmica. Cuando el B2O3 entra en la red de la sílice, debilita su estructura y reduce considerablemente el punto de reblandecimiento de los vidrios de sílice. El efecto de debilitamiento se atribuye a la presencia de boros tricoordinados planares. 35 Tiene baja expansión térmica, alrededor de un tercio de la del vidrio a la sosa y cal, se puede hacer con buena resistencia química y una elevada resistencia dieléctrica y se usa en donde se necesitan combinaciones de estas dos propiedades. Su elevada temperatura de ablandamiento lo hace más difícil de trabajar que los vidrios a la sosa y cal y al plomo. Se utiliza para utensilios de vidrio para laboratorios, tubería industrial, termómetros para temperaturas elevadas, espejos de telescopios grandes, utensilios domésticos para cocina, como los "Pyrex", bulbos para lámparas muy calientes y tubos electrónicos

Los vidrios borosilicatados (vidrios Pyrex) tienen buena resistencia al choque térmico (pequeños coeficientes de dilatación térmica) y buena estabilidad química y se usan ampliamente en la industria química para equipos de laboratorio, tuberías, hornos y faros de lámparas reflectoras.

Vidrio de aluminosilicato:

Otro vidrio de baja expansión y químicamente resistente que tiene una temperatura de servicio mas elevada que el vidrio de borosilicato pero que, de manera correspondiente, es mas difícil de fabricar. Se usa para tubos de alto rendimiento de aplicación militar, tubos para ondas viajeras y para muchas aplicaciones semejantes a las del vidrio de borosilicato.

El vidrio de aluminosilicato sin boro es especialmente resistente a los álcalis. Casi lodos los utensilios de vidrio para laboratorio se fabrican de vidrio de borosilicato, de vidrio de aluminosilicato o de un vidrio conocido como de aluminoborosilicato, que contiene cantidades muy aproximadamente iguales de Al2O3 y de B2O3. La elección depende de la aplicación, de este modo, el de aluminosilicato se usa para aplicaciones a temperaturas elevadas o cuando se necesita un vidrio resistente a los álcalis. El de alumino-borosilicalo es ligeramente mejor que el de borosilicato respecto a la resistencia química pero tiene una expansión térmica un poco mayor.

Agregamos a continuacion una pequeña tabla (solo como ilustracion) de los distintos componentes que pueden tener segun sus usos





En un incendio:

No solamente puede fundirse o romperse por golpes, caida de mamposteria, etc., sino tambien, en el caso de los procedimientos de extincion donde, sin perjuicio del daños que pueda sufrir por fuerte impacto del agua a mucha pesion (chorro pleno, manga de 45 / 63mm), frente a los cambios bruscos de temperatura.

El comportamiento del vidrio en general, en este caso sucede, cuando una pieza de vidrio se somete a un enfriamiento rápido desde una temperatura inferior a la de recocido (o ambiental local, en ese momento), su baja conductividad térmica impide que el calor se disipe uniformemente y así se establece un gradiente de temperatura.

Entre las capas de vidrio de la superficie, que se enfrían antes y, por lo tanto, contraen más aprisa, y las del interior, se establecen tensiones de tracción cuya magnitud depende principalmente de la diferencia de temperatura y del coeficiente de dilatación térmica del vidrio.

Si las tensiones así originadas sobrepasan el límite de elasticidad del vidrio, se produce su rotura

Fragilidad:

Por su incapacidad para sufrir mínimas deformaciones ni elásticas ni plásticas, el vidrio es uno de los materiales más frágiles que se conocen. Esta acritud o fragilidad se corrige mediante el recocido, que es un calentamiento seguido de un enfriamiento lento. Este tratamiento coincide con el de igual nombre aplicable a los metales.



Propiedades térmicas
Es un material mal conductor del calor, lo que explica que salte en pedazos cuando se le calienta parcialmente por el desequilibrio entre las dilataciones. Las propiedades térmicas del vidrio se pueden describir por tres constantes intrínsecas al material

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