Preparación De Materiales Amorfos

preparación de materiales amorfos

preparación de materiales amorfos

PREPARACIÓN DE MATERIALES AMORFOS

Objetivos específicos: al terminar esta práctica, cada alumno será capaz de
* Diferenciar a un vidrio de un cristal
* Definir algunas propiedades físicas y químicas de un vidrio
* Obtener un vidrio de bórax (Na2B4O7) incoloro
* Obtener vidrios de distintos coloresmediante la adición de sales de Cu, Mn, Cr, Fe, Co, en sus estados oxidado y reducido
* Estimar algunas propiedades de los vidrios, como: dureza, fragilidad, fractura, y conductividad eléctrica

CONSIDERACIONES TEÓRICAS.

Vidrios.
El principal componente del Vidrio Plano es el SiO2 (arena de sílice). El SiO2 tiene una alta temperatura de fusión de alrededor de 1700°C y su estado a esatemperatura es similar a un jarabe viscoso en un día de mucho frío. El ladrillo básico de sílice tiene una forma piramidal tetraédrica con silicona en el centro ligado simétricamente a cuatro átomos de oxígeno en los ángulos: tiene la fórmula química SiO4 y carga negativa.
Al enfriarse rápidamente el sílice fundido, se forma una “red” aleatoria de estos tetraedros, ligados en los ángulos, formando unmaterial amorfo conocido como sílice vítreo.

Por razones prácticas y económicas, se reduce el alto punto de fusión y la gran viscosidad del sílice agregando óxido de sodio (un diluyente) en forma de carbonato y los átomos de sodio-oxígeno ingresan a la red de silicona-oxígeno, conforme a sus estados de valencia. Estos átomos se conocen como Formadores de Redes. Otros componentes principales delVidrio Plano: el Calcio y el Magnesio ingresan a la estructura de red como Modificadores de Red y la acción de estos modificadores es hacer más complejas las estructuras para que cuando se fusionan los componentes durante el proceso de enfriado sea más difícil que los átomos se organicen en configuraciones adecuadas para que se produzca la cristalización. En el proceso de fabricación de vidrio, lavelocidad de enfriado se prevé de manera tal que aumente la viscosidad y se dificulte la movilidad de los átomos, lo que evita que se organicen y se cristalicen.
Es por esta razón que con frecuencia se dice que el vidrio es un líquido súper-enfriado ya que no tiene un punto de cristalización o fusión y no muestra el fenómeno del calor latente de la cristalización o fusión.
Los vidrios tienenpropiedades especiales no encontradas en otros materiales. La combinación de transparencia y dureza a temperatura ambiente hacen al vidrio indispensable para muchas aplicaciones de ingeniería.

El vidrio es un material cerámico obtenido a partir de materiales inorgánicos a altas temperaturas. No obstante se distingue de otros cerámicos en que sus constituyentes son calentados hasta fusión ydespués enfriados hasta un estado rígido sin cristalización, en la
Figura 1 se muestra la micro estructura no cristalina de un vidrio. Las moléculas de un vidrio no están colocadas en orden repetitivo de largo alcance como existe en un sólido cristalino.

Una de las propiedades características de vidrio es que no tiene el punto de congelación definido de un sólido cristalino, pero a medida que seenfría, gradualmente, se vuelve más y más viscoso. La viscosidad de un vidrio es la propiedad más importante. De esto el vidrio se puede modelar fácilmente o soplar, dándole forma fácilmente.

Los modificadores de la red vítrea son óxidos que rellenan los huecos de la red y debilitan los enlaces, por ejemplo en la figura se puede observar los iones de sod10 dentro del retículo de sílice. Su adicióndebe ser limitada porque, si entran en la red más de los que pueden caber, toda la estructura se derrumba al estado cristalino. Tales modificadores pueden ser: Li20, NazO, &O, M@, CaO, Bao, 2nO.Por lo general cuanto más modificadores se añaden, menos viscosidad tiene el vidrio, menor resistencia al ataque químico y principalmente la temperatura de reblandecimiento del vidrios más baja....