O vidro é um material inorgânico, não metálico, que não possui estrutura cristalina. Tais materiais são chamados amorfos e são praticamente líquidos sólidos que são resfriados tão rapidamente que cristais não podem se formar. Os vidros típicos variam de vidro de silicato de cal sodada para garrafas de vidro a vidro de quartzo de altíssima pureza para fibras ópticas. O vidro é amplamente utilizado para janelas, garrafas, copos de bebida, linhas de transferência e recipientes para líquidos altamente corrosivos, vidros ópticos, janelas para aplicações nucleares, etc. usado. Historicamente, a maioria dos produtos era feita de vidro soprado. Nos últimos tempos, a maioria dos vidros planos tem sido produzida usando o processo de flutuação. A produção em massa de garrafas e produtos decorativos é realizada em escala industrial usando o processo de vidro soprado. Os itens de vidro soprados à mão são feitos em centros de arte/artesanato em todo o Reino Unido.
Vidro normal
O principal componente do vidro é o dióxido de silício (SiO 2). A forma mais comum de sílica usada na produção de vidro sempre foi a areia.
A própria areia pode ser derretida para fazer vidro, mas a temperatura em que isso pode ser alcançado é de cerca de 1700o C. Ao adicionar outros produtos químicos à areia, a temperatura do fundido pode ser significativamente reduzida. A adição de carbonato de sódio (Na2CO3), conhecido como carbonato de sódio, em uma quantidade para fazer uma mistura fundida de 75% de sílica (SiO2) e 25% de óxido de sódio (Na2O) reduz a temperatura do fundido para cerca de 800o C. No entanto, um copo dessa composição é solúvel em água e é chamado de copo d'água. Para dar estabilidade ao vidro, são necessários outros produtos químicos, como óxido de cálcio (CaO) e óxido de magnésio (MgO). As matérias-primas para a introdução de CaO e MgO são seus carbonatos, calcário (CaCO3) e dolomita (MgCO3), que emitem dióxido de carbono em altas temperaturas e deixam os óxidos no vidro.
Vidro borossilicato:
O vidro de borossilicato é feito de 70% - 80% de sílica (SiO2) e 7% - 13% de óxido de boro (B2O3) com pequenas quantidades de óxido de sódio alcalino (soda) (Na2O) e óxido de alumínio (AI2O3). Os artigos de vidro são frequentemente usados em laboratórios, onde o contato repetido com vapor de água em altas temperaturas pode lixiviar íons alcalinos. O vidro borossilicato tem um teor de álcalis relativamente baixo e, como resultado, alta resistência ao ataque da água. O vidro borossilicato tem excepcional resistência ao choque térmico, pois possui baixo coeficiente de expansão (3,3 x 10 -6 K-1) e alto ponto de amolecimento. A temperatura máxima de trabalho recomendada (curto prazo) para o vidro borossilicato é de 500oC O vidro borossilicato tem boas propriedades ópticas com a capacidade de transmitir luz através da região visível do espectro e na faixa ultravioleta próxima. É, portanto, amplamente utilizado em fotoquímica. Devido às suas propriedades térmicas e ópticas, é amplamente utilizado para aplicações de iluminação de alta intensidade. Este vidro é utilizado na fabricação de fibras de vidro para uso em reforços plásticos e têxteis - veja abaixo Na casa, o vidro borossilicato é conhecido na forma de utensílios de fogão e outros itens domésticos resistentes ao calor, como o Pyrex. Esses itens são geralmente usados em temperaturas de até 250oC. O vidro borossilicato tem uma resistência muito alta ao ataque de água, ácidos, soluções salinas, halogênios e solventes orgânicos. Também tem resistência moderada a álcalis. Apenas ácido fluorídrico, ácido fosfórico concentrado quente e álcalis fortes causam corrosão significativa do vidro. É por isso que este vidro é amplamente utilizado em plantas químicas e para equipamentos de laboratório.
Características gerais do vidro
Resistência mecânica
O vidro tem uma grande força intrínseca. Ele só é enfraquecido por defeitos superficiais, que dão ao vidro cotidiano sua frágil reputação. Um tratamento especial de superfície pode minimizar os efeitos de defeitos superficiais. A resistência prática à tração do vidro é de cerca de 27MPa a 62MPa. No entanto, o vidro pode suportar tensões compressivas extremamente altas. Portanto, a maior parte da quebra do vidro deve-se à falha da resistência à tração. A razão para a fraca resistência à tração do vidro é que ele geralmente é coberto por rachaduras microscópicas que criam concentrações de estresse locais. O vidro não tem mecanismos para reduzir as altas tensões locais resultantes e, portanto, está sujeito a fratura quebradiça rápida. Há dois métodos para reduzir/eliminar esse problema: Tratamento térmico ou químico do vidro de modo que as superfícies externas estejam sob tensão compressiva relativamente alta, enquanto a área média entre as superfícies está sob tensão de tração. As fissuras são, portanto, "mantidas fechadas pela tensão residual constante (...) É vidro temperado/temperado. A resistência do vidro pode ser melhorada em até um fator de 10 com este método. Ele garante que as superfícies de vidro não rachem e que o vidro não entre em contato mecânico com coisas durante o uso que possam arranhar a superfície. Vidros que são feitos sem defeitos superficiais têm um valor de resistência
