Vidrio de silicato: producción y uso

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2024-01-02 13:53

El vidrio es uno de los materiales más demandados en diversas esferas de la vida. Se utiliza en trabajos de construcción y acabado, se realizan obras de arte aplicadas y elevadas y se utiliza en la industria espacial. Este es uno de los materiales disponibles, de composición simple. El tipo más común que encontramos con más frecuencia y utilizamos productos de él es el vidrio de silicato.

¿Qué es esto?

La pieza de vidrio más antigua son cuentas encontradas durante las excavaciones en Egipto, los científicos creen que el hallazgo tiene más de cinco mil años. Desde entonces, la composición del vidrio ha cambiado poco. El elemento principal del material es arena de cuarzo (Si0_{2) - silicato. Se le agrega soda, potasa, piedra caliza y algunos otros elementos.}

En la industria, para obtener una masa de vidrio, se mezclan óxidos de sustancias básicas y se funden en un horno. El punto de fusión depende de aditivos que modifican las propiedades del vidrio. La masa resultante se moldea de varias formas: elaborando láminas de vidrio, dándole diversas formas (platos, pantallas para candelabros, vidrios para relojes, etc.), realizando piezas en bruto para el posterior procesamiento de la pieza por sopladores de vidrio, y mucho más.

BLomonosov M. V., Kitaygorodsky N. I. hicieron una contribución significativa al desarrollo de la fabricación de vidrio, Mendeleev D. I. y otros estaban interesados en el lado práctico del problema. Es fácil definir el material "vidrio de silicato". ¿Lo que es? Un material que tiene una estructura cristalina amorfa de la estructura, obtenido por fusión de óxidos mixtos con enfriamiento posterior.

Fabricación de vidrio

El elemento principal para la producción de vidrio es la arena de cuarzo, a la que se le añaden al menos cinco ingredientes en proporciones. Dependiendo de los propósitos adicionales del uso del material obtenido, se hacen aditivos a la receta principal: agentes oxidantes, agentes silenciadores, decolorantes, colorantes, aceleradores, etc. Los óxidos metálicos se utilizan como colorantes. Por ejemplo, el cobre coloreará una masa de vidrio de rojo, el hierro le dará un tinte azul o amarillo, los óxidos de cob alto le darán un color azul y la plata coloidal le dará un tinte amarillo.

La mezcla seca preparada se carga en un horno de fundición de vidrio, donde la materia prima se funde a una temperatura de 1200-1600°C, el proceso dura de 12 a 96 horas. La producción de vidrio se completa con el proceso de enfriamiento rápido, solo bajo esta condición la masa de vidrio recibirá todas las cualidades requeridas: transparencia, resistencia mecánica y propiedades adicionales establecidas en el proceso de mezcla de óxidos.

Tipos de vidrio de silicato

La producción de materiales es un proceso que consume mucha energía y está a cargo de la industria del silicato. La producción de vidrio en la industria tiene lugar enhornos tipo túnel con mantenimiento continuo de la temperatura de consigna. La mezcla seca se carga desde un extremo del horno, el material terminado se descarga a la salida.

Debido a la amplia aplicación en diversas industrias, el vidrio de silicato se puede dividir en tipos:

• El cuarzo sin impurezas de óxidos de sodio, el potasio es un vidrio libre de álcalis. Tiene alta resistencia al calor y excelentes propiedades eléctricas. De las deficiencias - difícil de procesar.
• Soda, potasio, sodio-potasio - vidrio alcalino. El tipo más común de material adecuado para uso general. Se usa para hacer vidrio para acuarios, vidrios para ventanas, platos y más.
• Alcalina con alto contenido en óxidos de metales pesados. Por ejemplo, la adición de plomo es necesaria para obtener cristal, vidrio óptico.

Uso multipropósito

El vidrio de silicato tiene una serie de propiedades que permiten su uso en una amplia gama. Cada una de sus cualidades se puede mejorar, en relación con lo cual se abren oportunidades adicionales. Por ejemplo, el vidrio revestido con amalgama sirve como espejo y también puede usarse como panel solar bajo ciertas condiciones.

Las propiedades higiénicas y prácticas de la cristalería son innegables. El material no tiene porosidad, lo que significa que las bacterias patógenas no se multiplican en él, es fácil de limpiar, resistente a cualquier producto alimenticio. Los platos resistentes al calor son multitarea: puede hornear a alta temperatura en el horno o ponercongelador sin ningún daño.

Capa y grosor

El material tiene un grosor diferente, lo que determina sus capacidades. Chapa de 2 mm de espesor, apta para ventanas. El vidrio para un acuario se usa al menos 5 mm, dependiendo del volumen de agua que se vierte en el recipiente. Sin embargo, los acuaristas llegan cada vez más a la conclusión de que el uso de un análogo acrílico es mucho más conveniente, especialmente si se requiere una capacidad de 500 litros o más.

El uso de material laminado (triplex) amplía las posibilidades: el tejido pegado con una película de polímero es prácticamente indestructible, es seguro, porque no se desmorona. Es prácticamente imposible romper dos vidrios de silicato con un espesor de 10 mm con una capa de película con un martillo. Triplex se utiliza para hacer puentes transparentes, revestimientos de fachadas de edificios, cercas de piscinas, etc.

Propiedades

El uso de materiales a base de silicatos encuentra su lugar en la construcción. Se utilizan no solo para la fabricación de ventanas, sino también como protección adicional y aglutinante. Por lo tanto, los bloques de cimentación se tratan con vidrio líquido, lo que los hace resistentes a la humedad, los hongos, las fluctuaciones de temperatura, etc.

El material curvo translúcido o mate se usa en la vida cotidiana, puertas de muebles, cabinas de ducha, fachadas de edificios, etc. están hechos de él.

El vidrio de silicato tiene las siguientes propiedades:

• Transparencia.
• Reflexivo.
• Sostenible.
• Resistente al calor.
• Resistente a ambientes químicos agresivos.
• Resistente a ambientes naturales agresivos.
• Durabilidad.
• Baja conductividad térmica.

Las cualidades adicionales, como la resistencia a la tensión y al daño mecánico, se le otorgan al material mediante el endurecimiento. La esencia del proceso es el calentamiento rápido y el mismo enfriamiento rápido en un corto período de tiempo. La fuerza aumenta en 4-5 veces. Se utiliza para hacer vidrios de reloj, hojas de puertas, muebles, tabiques interiores.

Fabricación de productos

La cristalería de silicato y los artículos para el hogar se producen de varias maneras principales:

• Presionando. La masa viscosa se vierte en un molde fijo, después de lo cual se establecen ciertos parámetros utilizando la parte móvil del molde (punzón). El molde en la superficie interior puede tener un patrón que se transfiere a la parte exterior del producto durante el proceso de estampado.
• Soplando. Difiere en mecánico y manual. El grosor de la pared del producto varía de 1 mm a 10 mm. De esta manera se hacen jarrones, botellas, copas de vino, copas. Soplar a mano es un arte. Los maestros sopladores de vidrio crean obras únicas combinando masas transparentes y coloreadas, que incluyen metal, materias primas naturales, oro, etc. en el cuerpo de la obra. No existen productos idénticos hechos a mano.
• Reparto. Se utiliza principalmente para hacer figuritas, figuritas. En la industria, por fundición, ópticavaso.
• Articulación de varias etapas. Se utilizan piezas producidas por dos tecnologías: soplado y prensado. Por ejemplo, el recipiente de vidrio se sopla y el vástago se presiona, las partes terminadas se conectan.

Tratamiento decorativo

El vidrio de silicato es un material fértil para muchos tipos de decoración. Distinguir entre diseño caliente y frío.

Los alimentos calientes incluyen:

• Coloración a granel con óxidos metálicos.
• Mezclar una masa de diferentes colores dándoles más forma (vidrio veneciano con manchas).
• Crujidos. La masa se moldea en un producto, se enfría bruscamente, como resultado de lo cual aparecen grietas en la superficie y el producto se funde para fijarlo.
• Fusión.
• Conformado en caliente de cuerdas, hilos con posterior aditivo al producto.
• Formación de una forma de borde adicional durante el soplado. Se logra mediante el uso de herramientas.

Formas de decoración en frío:

• Mecánica: rectificado, grabado, corte de diamante, arenado.
• Químico: grabado con ácido fluorhídrico.
• Aplicado: pintura, dibujo de calcomanías, serigrafía, metalización, pulverización de plasma, pintura con pinturas brillantes.

Otros tipos de vidrio

Las tecnologías modernas han hecho posible dotar al vidrio de silicato de cualidades adicionales. De estos, los más interesantes y buscados son:

Vidrio inteligente: el tipo de material que cambiasus propiedades bajo la influencia de condiciones externas. Por ejemplo, bajo la influencia de la corriente eléctrica, el producto se vuelve opaco, cuando se desconecta el circuito, vuelve a un estado transparente.

Fibra de vidrio (fibra de vidrio): obtenida estirando material en hilos delgados (medidos en micras). Crean un material bastante flexible. Utilizado para la producción de fibra óptica, materiales aislantes, etc.

Vidrio clarificado: el vidrio de silicato ordinario tiene un tinte verdoso o grisáceo que es claramente visible cuando se mira a través del corte. Como resultado, el lienzo resulta ligeramente coloreado. Para evitar este efecto, se agregan abrillantadores durante el proceso de fabricación para neutralizar el color no deseado. Se diferencia del material ordinario en una mayor transmisión de luz, transferencia de colores sin cambio de color.