Vidrio

A lo largo de los años se ha mantenido la manera en que se fabrica el vidrio, ya que la materia prima y la temperatura de fusión no ha variado desde entonces, sin embargo se ha innovado en las técnicas para crearlo y en los materiales que combinados con el material bruto, se varían las propiedades físicas y químicas para crear diferentes tipos de vidrios y darle un uso variado.
El vidrio sehace en un reactor de fusión en donde se calientan la mayoría de veces arena silícea (arcillas) y óxidos metálicos secos pulverizados. En el proceso de fusión, que es el paso de solido a liquido se forma un líquido viscoso y la masa se hace transparente y homogénea a temperaturas mayores de 1000 °C. Al sacarlo del horno el material bruto adquiere rigidez, controlando la temperatura de enfriamientose evita la cristalización.
Se emplean diferentes mezclas para obtener diferentes tipos de vidrios, los bloques de vidrio se fabrican con una mezcla de arena de sílice, cal y sosa, y se les añade dolomita, arcilla de aluminio y productos para refinarlo.












COMPONENTES DE EL VIDRIO
LA ARCILLA

La arcilla proviene del envejecimiento geológico de la superficie de la tierra ycomo esta degeneración es continua se produce en todas partes, es un material abundante en la naturaleza. El granito, pegmatitas y feldespatos dieron lugar a la arcilla ya que se envejecieron con el agua y el viento, los glaciares y los movimientos terrestres combinados con la acción química del agua y el bióxido de carbono a altas temperaturas. Hoy en día ocurre el mismo proceso por eso vemosarcilla en todas partes.
La arcilla no tiene la dureza de la roca, ni la fibra de la madera, ni la solidez del metal, pero tienen una fragilidad y maleabilidad que queda muy difícil clasificarla, aunque se pueden clasificar en dos grandes grupos: las primarias y las secundarias. Las primarias son aquellas que se forman en las rocas madres y no han sido transportadas por el agua, el viento o elglaciar. Al no haber movimiento no se altera su composición, y son llamados puras ya que no contienen otros elementos ajenos a materiales arcillosos, se valoran por su limpieza y su dificultad para hallarlas. Por otro lado se encuentran las secundarias que son las que ya han sido desplazadas de un lado a otro y son más comunes y menos puras ya que contienen materiales ajenos a los arcillosos.1. Diagrama de flujo de la clasificación de las ardillas

A medida de que se calienta el vidrio en el horno este material bruto se pone de un color rojo vivo, y se produce un endurecimiento, seguido de una compactación y finalmente una transformación de la arcilla en vidrio. Durante la vitrificación se produce una contracción, debido a la disminucióndel tamaño de las partículas y una reestructuración de las moléculas dentro de la matriz vítrea.
¿Pero porque la arcilla se convierte en el magnifico vidrio? Pues la arcilla es un silicoaluminato complejo que en palabras más simples es un compuesto hecho por silicio y aluminio, que se forma cuando la sílice modifica su superficie por la interacción con iones de aluminato, intercambiando iones Si(OH) -4 por iones de Al (OH) -4, se pueden intercambiar unos por otros porque son muy parecidos entre sí, ambos tienen una carga negativa y cuatro grupos OH. Con el tiempo estos compuestos reacciones y forman sales solubles con los iones alcalinos de (Na, LI, y K) y alcalinotérreos (Be, Mg y Ca), cambiando así la estructura de los silicoaluminatos originales. El aluminio puede estar rodeado por 4o 6 átomos de O y puede tener carga de +3 y +4. Un ejemple seria donde unos de los átomos de Si+4 esta sustituido por un ion de Al+3.







Imagen 2. Estructura del silicoaluminato de una arcilla.


Como la carga global tiene que ser la misma y el silicio tiene 4 mientras que el aluminio tiene 3 se une Un K+1 y se resuelve el problema.
Figura 3. Estructura cristalina de...