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Vidrios y materiales vtreos
Defnicin
Lquido sub-enfrado de elevada viscosidad (1015 cp) cuya temperatura de
fusin es aproximadamente 1200C !s un material amorfo dada la movilidad
de sus componentes !s una me"cla de xidos met#licos obtenidos a partir de
la fusin y descomposicin de sales minerales y otros compuestos
Propiedades1 $ure"a%2 &ransparencia%' (esistencia qumica%
) (esistencia a la compresin y a la traccin%* Coe+ciente ba,o de dilatacin% (efraccin y dispersin de la lu"
La caracterstica de los materiales vtreos de presentar una estructura
molecular desordenada se denomina anisotropa (esponden al
comportamiento del estado vtreo que se caracteri"a por transmisin de lu"
similar a los lquidos .excelente ndice de refraccin/ mala conduccin de calor
y electricidad duros pero fr#iles
Materias primasSlice!l vidrio est# constituido principalmente por slice .dixido de silicio/ un slido
#cido que combinado con xidos b#sicos forma silicatos La slice se presenta
en la naturale"a en diversas variedades mineralicas como el cuar"o .polvo
blanquecino una de las variantes m#s puras/ !l vidrio elaborado a partir de
cuar"o puro tiene randes aplicaciones ya que su coe+ciente de dilatacin
t3rmica es la sexta parte de aquel correspondiente al vidrio 4yrex
La slice es tambi3n encontrada en piedras semi preciosas como cristal de roca
amatista topacio aua marina aunque su variedad m#s abundante es laarena .que toma el color amarronado del xido f3rrico/
Cuarzo!s una de las formas m#s puras de slice 5u color es blanco 4ara vidrios
incoloros el contenido de xido f3rrico no debe superar el 00)*6 mientras que
para ptica no debe superar el 001*6
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Feldespato
!s un producto mineral cuya frmula responde a6SiO
2. R
2O.Al
2O
3 donde la
( representa al sodio .7a/ o potasio .8/ 5e lo utili"a por su aporte de xido de
aluminio
Brax$e orien mineral 5e emplea el tetraborato de sodio deca9idratado
penta9idratado y an9idro 5u areado es imprescindible cuando se requiere
elevada resistencia qumica y ba,o coe+ciente de dilatacin
cido brico:orato de tri-9idreno se obtiene a partir del brax 5e emplea en vidrios
especiales
Carbonato de sodio
&ambi3n conocido como soda 5olvay se obtiene de un proceso de sntesisqumica y su frmula responde a la del carbonato de di-sodio (esulta un
excelente fundente que permite la transformacin de los xidos aportados por
el xido de di-sodio $espu3s de la arena es el compuesto m#s utili"ado en el
vidrio reular .vidrio soda-cal/ &ambi3n se utili"a una variedad mineral
conocida como trona que responde a la frmula del bicarbonato de sodio
(NaHC O3) 0
Carbonato de calcio!s uno de los productos m#s utili"ados en la formulacin de vidrios 5u aporte
corresponde al xido de calcio 5e presenta en formas diversas tales como
piedra calc#rea piedra cali"a .yacimientos de capara"ones de moluscos/ creta
.de aspecto amorfo y terroso utili"ada como pasta para pulir/ araonita
.perlas coral estalactitas y estalamitas/
Reciclado de materiales!s factible de ser reciclado !n el caso de envases se los lava y rellena La
recuperacin del material se reali"a mediante clasi+cacin .por color/
molienda e incorporacin a los 9ornos
Fabricacin del vidrio
Sistema continuo4ara altos niveles de produccin ;tili"a 9ornos tipo tanque Los perodos de
traba,o son de meses o a
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el3ctricos La combustin se reali"a en sistemas de dos vas los cuales van
alternando la salida y entrada de los ases de combustin al 9orno de fusin
con el +n de recuperar el calor sensible de los ases que lueo de estar en
contacto con la materia prima de,an el 9orno La recuperacin del calor se
reali"a con un entramado refractario que recolecta el calor de los ases de
salida para que lueo por all circulen los ases de entrada !ste sistemapermite alcan"ar temperaturas de 100C Los bloques refractarios deben
pasar un proceso de templado para incrementar su resistencia a la erosin
provocada por el vidrio fundido dada su a+nidad por este material Cuentan
tambi3n los 9ornos con mecanismos de refrieracin por aire y aua
Sistema discontinuo batc!"4ara producciones no seriadas o de escaso volumen La fusin se reali"a en
crisoles cer#micos que tiene cubiertas para evitar la contaminacin de la
materia prima por parte de los ases de combustin
Con#ormacin del material=ndistintamente del proceso de fusin lueo se procede al conformado para la
obtencin del producto deseado 5e reali"a por procesos autom#ticos de
vertido en molde soplado y prensado Lueo de la conformacin se reali"a un
recocido para aliviar tensiones de conformado y minimi"ar la incidencia de
roturas
$idrios planos5olan fabricarse mediante rodillos >oy en da se aplica el proceso ?oat en el
cual se 9ace suspender el vidrio fundido sobre esta
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obtener espesores precios .d3cimas de mm/ y lueo son bobinados para su
posterior te,ido !l sistema para fabricar uata .planc9as de vidrio sin te,er/ se
basa en volcar el vidrio fundido en un disco que ira a alta velocidad
aprovec9ando la fuer"a centrfua para transformar las otas en 9ilos de
lonitud variable &ambi3n se 9ace incidir una corriente de aire fro en un
c9orro de vidrio que cae verticalmente
%ipos de vidrio
$idrios de cuarzo7o son afectados por c9oque t3rmico $ilatacin t3rmica ba,a !xcelente
estabilidad dimensional en condiciones de calor intenso A pesar de su escasa
conduccin calrica son utili"ados en equipos el3ctricos de calefaccin
!levada inercia qumica
$idrios soda&cal;sados para envases Composicin
Si O2=6972;CaO=12,613,5; Na
2O=1315
7o tiene elevada resistencia
qumica ni buen comportamiento t3rmico >ay que tener cuidado al momento
de emplearlo en la industria farmaceBtica
$idrios borosilicatosVidrios 4yrex 4ara traba,o de laboratorio qumico plantas de =$ semi
industriales e industriales para ca
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$idrios de se'uridad$ebido a la frailidad de los materiales vtreos se procedi a la fabricacin de
vidrios multilaminares +,ados por acetato de vinilo .cuya deradacin
9iroscpica los tornaba opacos/ La venta,a de este sistema es la ad9esin de
los framentos vtreos al acetato de vinilo en caso de rotura Los vidrios
templados conocidos como blindados rempla"aron a los vidriosmultilaminares
$idrios coloreadosLos vidrios se colorean areando xidos met#licos o sales al vidrio fundido La
coloracin +nal depender# de la relacin cuantitativa de los xidos presentes
Caracterstica 5ustanciaVerde Cr
2O
3, Au
2O,FeO
Amarillo Sb2
S3
, U3
O8
Violeta Mn O2
(ub Cu2O,Au,Se
A"ul CoO
@luorescente U O2(OH)2
Gpaco Sn O2 Ca3(PO4)2
:lanquecinos Sn O2
CaF2
(btencin de vidrios incolorosLa impure"a m#s frecuente y abundante es el xido f3rrico que le otora un
color amarillento !l dixido de mananeso produce una coloracin violeta
Como el color amarillo y violeta se complementan el resultado +nal es un
producto incoloro Al dixido de mananeso se lo llama ,abn de los vidrieros
Fibras pticas
$esarrollo m#s novedoso de las telecomunicaciones desde la invencin deltel3rafo La innovacin consiste en el envo de se
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la velocidad de transferencia de la informacin !l desarrollo del l#ser de lu"
monocrom#tica ayud a la aplicacin de este sistema
A +n de tener un buen funcionamiento se requiere de una composicin
controlada de las +bras y transparencia en el material
!l material vtreo interno tiene un mayor ndice de refraccin total que elmaterial externo favoreciendo as el fenmeno de re?exin total para aquellos
casos en los que la lu" incida en un #nulo mayor al #nulo lmite .respecto de
la normal a la super+cie de interface entre los dos materiales/
Los actuales desarrollos se enfocan en el reempla"o de las +bras de vidrio por
polmeros sint3ticos ya que son m#s livianos y su temperatura de fabricacin
es inferior
$enta)as relativas de las fbras1 Al traba,ar en la banda de emisin infrarro,a y visible la informacin que
puede ser procesada resulta de un volumen muy superior a cualquier
otro sistema de comunicacin%2 $ie" veces m#s liviano que el cable coaxial y de menor volumen' Como es un aislante el3ctrico no se ve afectado por las radiaciones
electroman3ticas%) 7o enera c9ispas por lo que se puede emplear en "onas de rieso de
incendio%* :a,a atenuacin de la se
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5e puede rellenar una proforma 9ueca .capas de afuera 9acia adentro/ o
depositar sobre la periferia de la proforma .capas de adentro 9acia afuera/
Los Bltimos avances incluyen el plasma como medio de transporte de los
xidos permitiendo la deposicin de millones de capas
*ndice de re#raccin escalonadoConstituidas por series de cubiertas de vidrio con diferentes ndices de
refraccin que ir#n disminuyendo en forma radual a medida que el di#metro
aumenta 5ufren mayor atenuacin
5e fabrican por capilaridad conc3ntrica de dos o m#s vidrios con diferente
ndice de refraccin o por ravedad tambi3n en dos crisoles conc3ntricos
Consideraciones de los proceso s de #abricacinLos materiales deben ser de alta pure"a para evitar trastornos en la
transmisin de la lu" &al es el cuidado que a partir de los *0C se aprovec9a
la conductividad el3ctrica del vidrio para aplicar una radiacin a 200 E>" conun equipo de micro-ondas a +n de continuar el calentamiento del material
mientras el crisol se mantiene fro La puri+cacin +nal se reali"a mediante el
areado de oxeno aseoso u xidos de antimonio
Materias primas5e emplea slice dixido de ermanio pentxido de fsforo trixido de diboro
y materiales fundentes como xido de sodio xido de calcio xido de bario y
xido de potasio Los xidos de ermanio y fsforo aumentan el ndice de
refraccin mientras que los xidos de boro lo disminuyen
