los vidrios

CAPITULO 1
LOS VIDRIOS. GENERALIDADES
1.1 CLASIFICACION GENERAL DE LOS VIDRIOS
Los vidrios que tan familiares nos resultan tienen un aspecto macroscópico que se
corresponde con el de un sólido típico; de hecho el vidrio es uno de los materiales
aparentemente de aspecto duro que conocemos. Es su estado físico lo que les da un parecido
con los sólidos cristalinos pero, desde el punto de vistamolecular la estructura del vidrio es
muy similar a la de un líquido. Lo que ocurre es que se trata de un material muy viscoso de
manera tal que la velocidad con la que fluye es lo suficientemente lenta que tardaría cientos de
años en lograr fluir a temperatura ambiente.
Según la composición química del vidrio, se acostumbra hacer una clasificación general
de sus diferentes tipos en la formaque se indica en la Tabla 1.1 [7], y de acuerdo a esta Tabla,
hay vidrios inorgánicos constituido de un tipo de elemento químico no metálico o una aleación
de metales (vidrios de elementos), de un óxido o más de uno (vidrios óxidos), de sulfuro,
selenuro o telururo (vidrios de calcogenuros), etc. ; por otro lado, está el grupo de los vidrios
orgánicos basados en compuestos orgánicos simples ypolímeros orgánicos entre otros.
Tabla 1.1 Los diferentes grupos de vidrios orgánicos e inorgánicos.
Tipo

de vidrio
Elementos

Ejemplos
No metálicos
S, Se, P
Aleaciones metálicas
Au-Si, Pt-Pd, Cu-Au

Oxidos

SiO2, B2O3, P2O5, SiO2-Na2O, TeO2-V2O5, B2O3Al2O3-CaO, TeO2 -GeO2 –ZnO, PbO- P2O5 -TeO2,

Calcogenuros

As2S3, As2Se3, GeS3, GeSe2, P2S3, etc.

Halogenuros

BeF2,PbCl2 AgI

Oxisales
Oxinitruros

HKSO4, Na2S2O3, 5H2O, Ca(NH3)2
Si3N4-Al2O3-SiO2, AIN-Y2O3-SiO2
Glicoles, azúcares, polímeros (polietileno,
poliestireno, poliamidas, etc.)

Inorgánicos

Orgánicos

Sin duda, el grupo más importante de compuestos que dan lugar a vidrios es el de los
óxidos, ya que dentro de él quedan comprendidos los principales formadores de vidrio de
interés técnico eindustrial. Los óxidos SiO2, B2O3, P2O5, GeO2, TeO2, V2O5, SeO2, MoO3,
TiO2 y Bi2O3, conocidos como óxidos formadores de vidrio, constituyen sistemas binarios,
ternarios, cuaternarios y multicomponentes; otros compuestos del sistema reciben el nombre de
modificadores de red, intermediarios, etc. En particular, SiO2, B2O3, P2O5 y GeO2 por sí solos
tienen la habilidad de formar vidrios, ycuando se mezclan con otros óxidos tal como los
óxidos de metales alcalinos, alcalinotérreos, de transición y la alúmina forman vidrios que
pertenecen a un sistema multicomponente; estos son los vidrios convencionales que están
referidos en la literatura como vidrios de silicato, borato, fosfato, germanato, etc. Por otra
parte, los óxidos TeO2, V2O5, SeO2, MoO3, TiO2 y Bi2O3 son formadores devidrio
condicionales, no capaces de vitrificar por sí solos al utilizarse un método de vitrificación
estándar [2], que al mezclarse con otros óxidos forman los llamados vidrios no convencionales.

1.2 CARACTERISTICAS DEL ESTADO VITREO
La mayoría de los vidrios se obtienen enfriando rápidamente un líquido, que
generalmente es el producto de la fusión de una mezcla de compuestos inorgánicos enforma de
polvo, de tal forma que se logre evitar la cristalización; este método se conoce como método de
fusión de polvos. La Figura 1.1(a) es una gráfica de volumen específico contra temperatura, y
representa el comportamiento de un material en forma de polvo que ha sido fundido a una
temperatura elevada (punto A). En particular, si este líquido fundido es enfriado de forma
gradualmente rápidase obtiene un vidrio (curva AB-BE-EF). Una primera característica de los
vidrios es que carecen de un verdadero punto de fusión, o temperatura de liquidus (TL) que sólo
presentan los sólidos cristalinos, debido a que funden entre límites de temperaturas más o
menos amplios. Durante el enfriamiento del líquido, tiene lugar una continua contracción de su
volumen (zona AB). Si el enfriamiento...