vidrios y esmaltes
Páginas: 21 (5111 palabras)
Publicado: 30 de octubre de 2013
Química de Materiales Cerámicos – Notas del TEMA 8 – Profesor Javier Alarcón
Tema 8. Vidrios y esmaltes
¿Qué es un vidrio ?
La definición convencional es operacional
es un material obteenido mediante fusión y posterior solidificación por enfriamiento
a temperatura ambiente
Importancia de los vidrios
Se conocen vidrios desde el Paleolítico (75000 años antes de Cristo)
Utensiliosdomesticos como puntas de flecha,
Los egipcios fabricaban vidrios hace 9000 años
En la Edad Media los artesanos dominaban la tecnologia de fabricación y se mantenia
secreta
Vidrio de Murano
El desarrollo de vidrios sin defectos fué esencial tanto social como cientificamente
Vidrios de ventana en el siglo XV
Vidrios ópticos en el siglo XVI
Microscopios y telescopios
Vidrio de laboratorio en elsiglo XIX
Actualmente más del 98 % en peso del vidrio utilizado son silicatos
El vidrio de silicato de sodio y calcio tiene de composición ~72 % SiO2, ~14 %
Na2O, ~11 % CaO y ~3 % de otros y fundido a 1500°C
Se producen más de 20 millones de toneladas anuales
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Química de Materiales Cerámicos – Notas del TEMA 8 – Profesor Javier Alarcón
El vidrio fabricado se utilizasobretodo como recipientes, vidrio plano y fibras de
vidrio
Otros tipos de vidrios se utlizan como esmaltes para decoración y protección
Muy recientemente algunos vidrios han contribuido a una nueva revolución científica y
tecnológica
Vidrios de sílice ultrapura
Vidrios conteniendo tierras raras con aplicaciones en óptica no lineal
Vidrios de calcogenuro semiconductores
Vidrios y derivadoscon muy baja expansión térmica
Tipos de sólidos
Al enfriar un fundido pueden surgir diferentes sólidos, representados en la siguiente
figura
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Química de Materiales Cerámicos – Notas del TEMA 8 – Profesor Javier Alarcón
En un diagrama de energia podemos representarlos
La velocidad de enfriamiento del fundido conduce a uno de los tipos de sólidos
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¡En resumen, los sólidos cristalinos siguen un camino de cristalización definido,
llevando el sistema en condiciones de equilibrio a un estado de mínima energia.
Los sólidos no cristalinos no siguen caminos de equilibrio y su formación esta
favorecida por enfriamientos rapidos y alta viscosidad !
¿Qué diferenciasestructurales hay entre el estado cristalino y no cristalino (vítreo) de
un sólido ?
Los líquidos se caracterizan por que los átomos o moleculas se mueven rápidamente,
los enlaces se rompen y se forman continuamente y se comportan como fluidos
Los sólidos se caracterizan porque las posiciones de sus átomos están fijadas, los
enlaces permanecen intactos y tienen un comportamiento rígido
Enambos tipos de sólidos las posiciones fijadas de los átomos son diferentes
En un cristal las posiciones están ordenadas, tienen orden de largo alcance
En un vidrio la solidificación gradual mantiene características de la estructura
similares a la del líquido, no tiene estructura de largo alcance
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Química de Materiales Cerámicos – Notas del TEMA 8 – Profesor Javier AlarcónCaracterísticas de los sistemas óxidos formadores de vidrios
Los óxidos formadores de vidrios presentan una serie de características de enlace y
estructurales que nos pueden servir como guías en la estimación de la capacidad de
formación en otros sistemas
Electronegatividad y tipo de enlace
Entre los óxidos formadores de vidrios destacan: SiO2, GeO2, B2O3, P2O5
Los elementos presentanelectronegatividad intermedia
El enlace es una mezcla de iónico y covalente
Las estructuras son poliméricas tridimensionales
Otros elementos alrededor de este grupo también muestran cierta tendencia a la
formación de vidrios
Es el caso de As2O3 y Sb2O3, cuando se enfrian muy rapidamente
Oxidos tales como Al2O3, Ga2O3, Bi2O3, Se2O3 y Te2O2 son formadores de vidrio
condicionales
Ellos solos no...
Tema 8. Vidrios y esmaltes
¿Qué es un vidrio ?
La definición convencional es operacional
es un material obteenido mediante fusión y posterior solidificación por enfriamiento
a temperatura ambiente
Importancia de los vidrios
Se conocen vidrios desde el Paleolítico (75000 años antes de Cristo)
Utensiliosdomesticos como puntas de flecha,
Los egipcios fabricaban vidrios hace 9000 años
En la Edad Media los artesanos dominaban la tecnologia de fabricación y se mantenia
secreta
Vidrio de Murano
El desarrollo de vidrios sin defectos fué esencial tanto social como cientificamente
Vidrios de ventana en el siglo XV
Vidrios ópticos en el siglo XVI
Microscopios y telescopios
Vidrio de laboratorio en elsiglo XIX
Actualmente más del 98 % en peso del vidrio utilizado son silicatos
El vidrio de silicato de sodio y calcio tiene de composición ~72 % SiO2, ~14 %
Na2O, ~11 % CaO y ~3 % de otros y fundido a 1500°C
Se producen más de 20 millones de toneladas anuales
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Química de Materiales Cerámicos – Notas del TEMA 8 – Profesor Javier Alarcón
El vidrio fabricado se utilizasobretodo como recipientes, vidrio plano y fibras de
vidrio
Otros tipos de vidrios se utlizan como esmaltes para decoración y protección
Muy recientemente algunos vidrios han contribuido a una nueva revolución científica y
tecnológica
Vidrios de sílice ultrapura
Vidrios conteniendo tierras raras con aplicaciones en óptica no lineal
Vidrios de calcogenuro semiconductores
Vidrios y derivadoscon muy baja expansión térmica
Tipos de sólidos
Al enfriar un fundido pueden surgir diferentes sólidos, representados en la siguiente
figura
Página 2 de 28
Química de Materiales Cerámicos – Notas del TEMA 8 – Profesor Javier Alarcón
En un diagrama de energia podemos representarlos
La velocidad de enfriamiento del fundido conduce a uno de los tipos de sólidos
Página 3 de 28 Química de Materiales Cerámicos – Notas del TEMA 8 – Profesor Javier Alarcón
¡En resumen, los sólidos cristalinos siguen un camino de cristalización definido,
llevando el sistema en condiciones de equilibrio a un estado de mínima energia.
Los sólidos no cristalinos no siguen caminos de equilibrio y su formación esta
favorecida por enfriamientos rapidos y alta viscosidad !
¿Qué diferenciasestructurales hay entre el estado cristalino y no cristalino (vítreo) de
un sólido ?
Los líquidos se caracterizan por que los átomos o moleculas se mueven rápidamente,
los enlaces se rompen y se forman continuamente y se comportan como fluidos
Los sólidos se caracterizan porque las posiciones de sus átomos están fijadas, los
enlaces permanecen intactos y tienen un comportamiento rígido
Enambos tipos de sólidos las posiciones fijadas de los átomos son diferentes
En un cristal las posiciones están ordenadas, tienen orden de largo alcance
En un vidrio la solidificación gradual mantiene características de la estructura
similares a la del líquido, no tiene estructura de largo alcance
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Química de Materiales Cerámicos – Notas del TEMA 8 – Profesor Javier AlarcónCaracterísticas de los sistemas óxidos formadores de vidrios
Los óxidos formadores de vidrios presentan una serie de características de enlace y
estructurales que nos pueden servir como guías en la estimación de la capacidad de
formación en otros sistemas
Electronegatividad y tipo de enlace
Entre los óxidos formadores de vidrios destacan: SiO2, GeO2, B2O3, P2O5
Los elementos presentanelectronegatividad intermedia
El enlace es una mezcla de iónico y covalente
Las estructuras son poliméricas tridimensionales
Otros elementos alrededor de este grupo también muestran cierta tendencia a la
formación de vidrios
Es el caso de As2O3 y Sb2O3, cuando se enfrian muy rapidamente
Oxidos tales como Al2O3, Ga2O3, Bi2O3, Se2O3 y Te2O2 son formadores de vidrio
condicionales
Ellos solos no...
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