estructura de los vidrios

Estructura de los vidrios:
Muchos vidrios inorgánicos están basados en la sílice (SiO2) como formador de vidrio. También en este caso podemos definir la unidad fundamental como el tetraedro SiO4. En la variedad de sílice cristobalita, figura 1, los tetraedros se encuentran unidos compartiendo vértices en una disposición regular que produce un orden de largo alcance. En el vidrio, lostetraedros se retuercen sobre sí mismos formando una red dispersa sin orden alguno, de largo alcance.

Figura 1. Representación esquemática de: a) Fase cristalina ideal de la cristobalita, en la que los tetraedros de sílice exhiben un orden de largo alcance, y b) un vidrio de sílice corriente.
Composiciones y Tipos de vidrios:
La constitución química de los vidrios puede representarse por la formulageneral:
Anhídrido + MO + M'20
El anhídrido es el SiO2, que puede reemplazarse en mayor o menor grado por B2O3, TiO2, P2O5 o As2O3. Los metales monovalentes (M´) son generalmente el Na y K, y los divalentes (M) Ca, Ba, Mg, Pb, Zn, Cu o Zr. El vidrio no puede expresarse correctamente por medio de fórmulas, por variar sus componentes entre límites más o menos amplios. El vidrio ordinario puederesponder a una formula aproximada:
2.5 SiO2 (1/2) CaO 5Na2Oç
El vidrio de ventanas se representa por la fórmula: 5 SiO2 CaO Na2O y el cristal por la siguiente: 6 SiO2 PbO .K2O.
Tipos de vidrios:
Vidrio de sílice pura. SiO2: 99.5% +
Utilizado principalmente por su baja expansión térmica, alta temperatura de servicio y, cuando es muy puro, por su transparencia a un amplio rango de longitudesde onda en el espectro electromagnético y a las ondas sonoras (Alta transmisión espectral). 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 porsatélites, 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 96 % de sílice. SiO2: 96%, B2O3: 3%
Producido al formar un articulo, mas grande que del tamaño requerido, a partir de un vidrio especial de borosilicato, lixiviando los ingredientes queno son silicato con ácido y dando un tratamiento a alta temperatura para contraer el articulo y cerrar los poros. Buenas propiedades térmicas; temperatura de servicio mas elevada y coeficiente de expansión mas bajo que los de cualquier otro vidrio, excepto el de sílice pura. Es más caro que el vidrio de borosilicato. Se usa para los conos de nariz de los misiles, lunas de las ventanas de losvehículos espaciales y de túneles aerodinámicos y algunos artículos de vidrio para laboratorio en donde se necesita una resistencia especial al calor (sistemas ópticos en dispositivos espectrofotométricos).
Vidrio de sosa, cal y sílice. SiO2: 70 %, Na2O: 15 %, CaO: 10 %
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 °Chasta 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 yconstituyen 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.

Vidrio de plomo, álcali y silicato. SiO2: 30 – 70 %, PbO: 18 – 65 %, Na2O y/o K2O: 5 - 20 %
El óxido de plomo es...