Propiedades de los vidrios

Propiedades de los vidrios

el vidrio es un producto fundido principalmente inorgánicos, que después de un fuerte aumento de la viscosidad al enfriar solidifica sin cristalización. vasos exhiben un patrón de difracción de rayos x difusa, a diferencia de los cristales, ya que el orden de largo alcance típico de cristales está ausente en las gafas. La primera explicación de la

cambios discontinuos en las propiedades de los vidrios sobre la base de

la hipótesis microcristalina típico de cristalino

fases, hoy se ha suplantado en gran parte por la red

hipótesis redactado por W. U. Zachariasen en 1933.

Según esta hipótesis gafas están compuestos de tres

redes tridimensionales sin la disposición regular

presentar en cristales. La disposición de elementos estructurales

de vidrio con respecto a sus vecinos más cercanos, es en gran parte

la de los átomos en las estructuras cristalinas (orden de corto alcance).

Esta hipótesis de vidrios de silicato es apoyado por el

de oxígeno y silicio-silicio distribución ángulo de unión en el

unión de corto alcance de vidrio de cuarzo determinado en el

de 1960 y 1970, que cubre una amplia considerablemente

gama que en cuarzo cristalino.

Las siguientes normas relativas a la estructura de gafas

se puede derivar de la hipótesis de la red:

cada átomo de oxígeno no puede estar ligado a más de dos

cationes.

el número de átomos de oxígeno en la vecindad de una

catión debe ser <- 4.

los poliedros de oxígeno solamente están conectados con uno

otra en las esquinas, el menor número de bonos siendo

3, para formar una red tridimensional.

composición de vidrio

Las condiciones preferidas para la formación del estado de cristal

son determinados por tanto geométrica y enérgico

consideraciones y se puede derivar de la unión

entalpías y el punto de fusión, siendo la formación de cristal

probablemente con mayores enthanlpies de unión y de sistema de baja

points.Examples de fusión son B 2 0 3 y el sistema CaO. Los óxidos, que forman la red necesaria para la formación de vidrio, se conocen como formadores de red-y se caracterizan por las entalpías de unión para la unión de cationes en oxígeno mayor que 335 kJ / mol. Los iones, que a través de la conectividad menor degradan o cambiar la red se conocen como iones modificadores de la red. Además, hay una gama de cationes anfóteros, que. dependiendo de la

Tipo de vidrio, puede ser la red de formación o red-modifiyng. Los cationes modificadores de red ocupan espacios intersticiales

en la red. Se expande la red (por ejemplo, con iones K +) o

contratos (por ejemplo, con iones de Li +) dependiendo del número

y el tamaño de estos cationes.

Casi todos los vidrios fabricados industrialmente son silicato

gafas. Su unidad estructural es la de silicio-oxígeno

tetraedro, en el que un átomo de silicio es tetraédricamente

rodeado por átomos de oxígeno. Los tetraedros están conectados

el uno al otro a través de esquinas comunes es decir, un átomo de oxígeno

pertenece conjuntamente a dos tetraedros. En Si02-puro vidrio, cuarzo

vidrio, numerosos átomos de oxígeno están tendiendo un puente-oxígenos. Por

la incorporación de otros componentes, por ejemplo, óxido alcalino, estos

enlaces se rompen y por separado unidos oxígenos sin puente

son producidos.

cristal de cuarzo es la única forma industrial utilizada sola

vidrio de la unidad. Tiene una excelente dieléctrico y química

propiedades, un coeficiente de dilatación muy bajo, un alto

estabilidad de temperatura y una excepcionalmente alta

transparencia a la luz UV. Es resistente a los químicos, excepto

a los iones fluoruro y álcali fuerte. El cuarzo es difícil

producir, se requieren temperaturas superiores a 2000 ° C.

cuarzo fundido translúcido (sílice fundida) se puede utilizar donde

la transparencia no es importante. Dado que en translúcido fusionado

cuarzo cuarzo solamente es sinterizado juntos, que contiene aire

burbujas que hacen que sea no transparente.

Los vidrios de múltiples componentes convencionales contienen alcalino

y los iones de tierra alcalina y con frecuencia también óxido de aluminio,

óxido bórico y otros componentes de óxido, dependiendo de

la aplicación particular. Se pueden volver a fundir y

procesada a temperaturas mucho más bajas que el cuarzo.

Red de formadores también actúan como fundente, su actividad fundente

aumentando con su polarizabilidad. Por lo tanto, K20 es una mejor

tlux que Li20.

La incorporación de óxido de aluminio mejora la

estabilidad de la temperatura de gafas. Desde Al02- puede ser

incorporado en la red Si02-tetraedro sin el

cación necesaria para compensación de carga, sin puente

sitios se producen. óxido bórico actúa principalmente como un tlux y

conduce a temperaturas de fusión más bajas. En contraste a los álcalis

óxidos, aumenta sólo ligeramente la expansión térmica

coeficiente y mejora la resistencia química. Por lo tanto

un aparato de vidrio de borosilicato se utiliza con más frecuencia en

laboratorios químicos.

Las gafas industrialmente más importante son los llamados

vidrios de sosa-cal, que representan más del 90% de toda la

vidrio producido. Las mezclas con alcalinos y alcalinotérreos

óxidos resultan en vasos mucho más estable que álcali

silicatos solo. Además de Na20. CaO y SiO2, sodalime

vidrio frecuentemente contiene MgO, A1203, BaO o en K20

Además de cationes-aniones o de color que da \. Magnesio

óxido reduce la tendencia a la cristalización. Aluminio

óxido mejora su estabilidad aún más. vidrios de sosa-cal

se utilizan para vidrio plano y productos de vidrio huecos.

El óxido de plomo actúa generalmente como una red de modificador, en

casos excepcionales también como una red antigua. su adición

conduce a los cristales de plomo fácilmente fusibles. Como resultado de su

alto índice de refracción, son adecuados para el vidrio de cristal de plomo

para los artículos de vidrio finas hechas a mano y las lentes ópticas. Debido a

su elevada absorción de la radiación rica en energía, vidrios de plomo

se utilizan para la fabricación de tubos de televisión.

Para composiciones de vidrio especiales, el cristal

sometido después de la fabricación de cristalización controlada

(Ceramización), se producen después de lo cual la cerámica de vidrio.

Estos consisten en fases cristalinas en gran medida con

granos de partículas finas homogénea. En la fabricación de

cerámica de vidrio la articlc vidrio se calienta primero a la

temperatura de nucleación para inducir núcleos cristalinos sufficicnt en

la fase de vidrio (la bodega de nucleación). A continuación, la temperatura

se incrementa, para promover el crecimiento de cristales (cristalización

sostener). Los más núcleos producidos en la etapa de nucleación, la

más fino cristalino de la cerámica de vidrio. El contenido cristalino

de la cerámica de vidrio varía entre SO y el 95%. La adicion

de metales nobles, Ti02, Zr02 o sulfuros y fosfatos, como

núcleos heterogéneos, es particularmente importante industrialmente.

Si los cristalitos son significativamente más pequeños que la

longitud de onda de la luz (aproximadamente 50 nm) y el índice de refracción

los cristales y la fase de vidrio son similares, el cristal

cerámicas son claras y transparentes.

Una ventaja de vidrio materiales cerámicos es su alto

estabilidad de la temperatura, en comparación con los vidrios con el mismo

composición. Además son. a diferencia de los materiales cerámicos,

exenta de poros. Los más importantes de la cerámica de vidrio son aquellos

con muy alta resistencia al choque térmico basado en el

coeficientes de expansión térmica muy baja o incluso negativa de

diferentes aluminosilicatos cristalinos (2Mg0 cordierita.

2A1203. 5SiO2, Li20 P-espodumenio. A1203. 4sio2, peucrypite

Li20. A1203. 2SiO2). de litio y aluminio

Por lo tanto, la cerámica de vidrio de silicato se utilizan para utensilios

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