Formacin de Vidrio

Que es un Vidrio ?El vidrio es un compuesto inorgnico, no metlico o mezcla de compuestos que se enfra hasta adquirir una condicin rgida sin cristalizar. Es uno de los tres tipos bsicos de materiales cermicos, lo distingue su estructura no cristalina.

Tipos de vidrioAtendiendo a su volumen de fabricacin los vidrios pueden ser clasificados en:ComercialesEspecialesLos vidrios comerciales son producidos en gran escala, y se usan en la mayora de las aplicaciones, mientras que los especiales son menos comunes ver tabla 2.1.

MATERIAS PRIMASLa composicin del vidrio varia dependiendo de las propiedades que se desean que el vidrio presente, las cuales dependen de la aplicacin a la que estar destinado el producto.En general las materias primas utilizadas en la elaboracin de los distintos tipos de vidrios se pueden dividir en tres categoras.Principales.Refinantes.Colorantes.

MATERIAS PRIMASLas materias primas principales son las que se utilizan en mayor porcentaje en la produccin del vidrio, y la cantidad que se emplee de cada una de ellas depende en general del tipo de vidrio a producir.

Principales materias primas

REFINANTESLos refinantes son productos qumicos que se aaden en menor cantidad con la finalidad de eliminar las burbujas contenidas en el vidrio fundido, mejorando as su calidad.En la tabla 2.5 se muestran los tipos de refinantes comnmente utilizados y su dosificacin mxima.

COLORANTESSon sustancias empleadas para dar coloracin al vidrio, o para volverlo incoloro anulando la tonalidad verde, que le es natural.En la tabla 2.6 se muestran los distintos compuestos utilizados en la coloracin del vidrio.

ESTRUCTURA DE LOS VIDRIOS

Fig. 11.53a,b,c

xidos modificadoresLos xidos que rompen la red del vidrio se conocen como modificadores de red. xidos alcalinos como Na2O y K2O; as como xidos alcalinotrreos del tipo CaO y MgO, son incorporados a los vidrios de slice para reducir su viscosidad y as conseguir trabajar y modelar mas fcilmente. Los tomos de oxigeno de estos xidos entran en la red de la slice en los puntos de unin de los tetraedros, rompiendo el entramado y produciendo tomos de oxigeno con un electrn desapareado (Fig.11.54a). Los iones Na+ y K+ del Na2O y K2O no entran en la red pero permanecen como iones metlicos enlazados inicamente en intersticios de la red. Estos iones promueven la cristalizacin del vidrio al llenar algunos de los intersticios.

Fig. 11.54a,b.

Intermediarios en vidriosAlgunos xidos no pueden formar una red de vidrio por si mismos, pero pueden incorporarse a una red ya existente. Estos oxido son conocidos como xidos intermediarios. Por ejemplo, el oxido de aluminio, Al2O3, pueden entrar en la red de la slice como tetraedros AlO44-, reemplazando a algunos de los grupo SiO44- (Fig. 11.54b). Sin embargo, ya que la valencia de Al es +3, en lugar de la necesaria +4 para el tetraedro, los cationes alcalinos deben suministrar la carga elctrica necesaria para producir la neutralidad elctrica. Los xidos intermedios son adicionados al vidrio de slice para obtener propiedades especiales.

Intermediarios en vidriosPor ejemplo, los vidrios de aluminosilicato pueden resistir mayores temperaturas que el vidrio comn. El oxido de plomo es otro oxido intermediario que se incorpora a algunos vidrios de slice. Dependiendo de la composicin del vidrio, hay xidos intermedios que deben actuar a veces como modificadores de la red y otras como parte constitutiva de la red de vidrio.

Procesos secundarios y de acabado.Una vez realizadas las operaciones de formado, los objetos de vidrio obtenidos, pueden pasar a travs de una serie de procesos secundarios y de acabados, entre los cuales se cuenta.RecocidoTempladoPintadoDecoradoEl primero de ellos, el recocido, es prcticamente obligatorio pues libera al producto de vidrio de tensiones internas del material que causan una extrema fragilidad del producto.

RECOCIDOEl proceso de recocido es utilizado para liberar las tensiones internas, que se producen debido al rpido e irregular enfriamiento de la pieza de vidrio durante la operacin de formado.Para ello la pieza es vuelta a calentar y luego enfriada lentamente.La operacin se realiza utilizando para ello un horno tnel de recocido, que consiste bsicamente en una serie de quemadores dispuestos en un horno largo, a travs del cual son llevadas las piezas de vidrio.

TEMPLADO Y PINTADOTemplado: Es un tratamiento trmico que permite fortalecer la pieza de vidrio.Pintado: Adems de su funcin decorativa, el pintado es utilizado para darle al vidrio nuevas propiedades fsicas, qumicas y pticas.

DECORADOLa operacin de decorado puede incluir un trabajo mecnico sobre la pieza de vidrio, lo que se hace sacando o aadiendo material de su superficie. Tambin se puede deformar la pieza tras un calentamiento previo.

BIBLIOGRAFIACiencia e Ingeniera de Materiales, Donald Askeland, Thompson, Cuarta Edicin.Fundamentos de la Ciencia e Ingeniera de Materiales, William F. Smith, McGraw-Hill, Tercera Edicin.Fundamentos de Manufactura Moderna, Paul H. Groover, McGraw-Hill, Tercera Edicin.