formación del vidrio

Lab. De Ingeniería de Maratiales Cerámicos 1
PRACTICA N° 4
FORMULACION Y FUSION DE MEZCLAS TERNARIAS PARA FORMAR VIDRIOS
I.

OBJETIVO.

Conocer las características correspondientes a las materias primas para
formar vidrios, realizando para ello los cálculos necesarios en base a los
diagramas de fases para cerámicos.

II.

FUNDAMENTO TEORICO.El vidrio es un material cerámico nocristalino, procedente de la fusión de materiales
inorgánicos y enfriamiento rápido a una condición rigida (estructura amorfa e
isótropa).
Se obtiene a partir de la sílice, al incluir otros oxidos en su estructura.
Una vez fundido, el vidrio se conforma fácilmente en caliente, pudiendo obtenerse
diferentes productos.
Los vidrios permiten el paso de la radiación solar hasta un 90%, por lo que sontransparentes a la luz visible y a las radiaciones infrarrojas de onda corta.

Propiedades del vidrio


Dependen de la temperatura (viscosidad)

Propiedades físicas:


Alta densidad (2 – 4 g/cm3), impermeables transparentes (factor solar
variable).



Baja reacción al fuego y resistencia al choque térmico.

Propiedades químicas:


Estables e inertes (salvo frente a ácidosfuertes y álcalis)

Propiedades mecánicas


Duro, resistente a compresión y a ala abrasión.



Fractura frágil por propagación de defectos (quebradizo).
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Fabricación de productos de vidrio
Consta de varias fases:


Fusión de las materias primas (hornos continuos).

Conformación en caliente:


Estirado y laminado (laminas,barras, fibras)



Moldeado (colado, soplado o prensado)



Tratamiento superficial: flotado (reducción de defectos)



Impresiones y decoraciones.



Recocido: recalentamiento (alivia las tensiones)



Templado (opcional): aumenta las tensiones superficiales



Enfriamiento controlado: evita la aparición de tensiones

III.

MATERIALES
 Carbonato de calcio
Bórax
 Cuarzo o arena cuarzosa
 Hoja de diagramas de sistemas binarios y ternarios
 Crisol
 Espátula
 Brocha
 Deposito de plástico
 Pinzas para retirar el crisol del horno.

IV.

EQUIPOS
 Balanza con una precisión de 0.01 gr.
 Horno que llegue a una temperatura de 950 °C
 Microscopio electrónico de barrido.

V.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. Calcular los pesos de lasmaterias primas
2. Pesar la cuarta parte del cálculo anteriormente realizado

2

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3. Luego de pesar colocarlo en el molino de atriccion con esferas de alúmina
diámetros, cerrarlos y activarlo por 15 minutos.
4. Luego vaciar en contenido sobre la malla ASTM # 40, ello para extraer las
esferas de alúmina.
5. Con la muestra obtenida se pasa por eltamiz #200
6. Colocar la mezcla dentro de un crisol
7. Previamente el horno se encendió con 3 horas de anticipación, colocar el
crisol dentro del horno con la ayuda de las pinzas.
8. La temperatura a la que debe llegar el horno es de 950°C.
9. Transcurrido aproximadamente 1 hora, abrir el horno y verificar visualmente
si el contenido del crisol logro el punto de fusión.
10. Si llego al punto defusión, retirarlo del horno con ayuda de las pinzas y
vaciarlo sobre una superficie de metal.
11. Al enfriarse caracterizar la muestra mediante el microscopio electrónico de
barrido.
VI.

CALCULOS
Calcular los pesos de las materias primas correspondientes para la formación de un
vidrio sabiendo las materias primas a utilizar:
Bórax
Carbonato de calcio (CaCO3)
Cuarzo (SiO2)

CaO =3.40%
= 96.60%

mat. prima

materia
Na2O

NaO2*2SiO2
SiO2

100 %

porcentaje

182
62
182
120

96.96%
X
96.96%
X

CaO
SUMA

3

PM

fraccion
(%/PM)

33.03%

61.977

0.5329%

64%

60.063

1.0644%

3.04%

cálculos

56.097

0.0542%
1.6515%

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suma/fracción
(fr)

coe. De
empleo
(co)

32.270%...