Temperatura de fusion del vidrio

Punto de fusión del vidrio fahrenheit

ResumenEl vidrio inorgánico transparente de baja fusión es un material industrial atractivo por su gran resistencia térmica y a la luz en comparación con los plásticos técnicos convencionales. Si la temperatura de fusión del vidrio inorgánico pudiera reducirse, el dopaje de materiales invitados o el moldeo por compresión en la superficie del vidrio sería más fácil. Aunque el vidrio de fosfato se considera un candidato potencial por su transparencia en la región visible y su comportamiento de baja fusión, la durabilidad del agua suele ser un problema para su aplicación. Aquí, preparamos un vidrio de fosfato inorgánico de baja fusión a una temperatura de 500 °C mediante una metodología de fusión y enfriamiento. Se comprobó que los vidrios de fosfato dopados con estaño presentaban unas propiedades de resistencia térmica y a la luz superiores a las de los policarbonatos. Los vidrios de óxido transparentes e incoloros sin componentes orgánicos son capaces de aportar nuevas posibilidades de aplicación de los vidrios inorgánicos.

Sci Rep 11, 214 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80424-9Download citationShare this articleAnyone you share the following link with will be able to read this content:Get shareable linkSorry, a shareable link is not currently available for this article.Copy to clipboard

Punto de fusión del vidrio templado

La transición vidrio-líquido, o transición vítrea, es la transición gradual y reversible en materiales amorfos (o en regiones amorfas dentro de materiales semicristalinos) de un estado «vítreo» duro y relativamente frágil a un estado viscoso o gomoso a medida que aumenta la temperatura[1][2] Un sólido amorfo que presenta una transición vítrea se denomina vidrio. La transición inversa, que se consigue sobreenfriando un líquido viscoso hasta el estado vítreo, se denomina vitrificación.

La temperatura de transición vítrea Tg de un material caracteriza el rango de temperaturas en el que se produce esta transición vítrea. Siempre es inferior a la temperatura de fusión, Tm, del estado cristalino del material, si es que existe.

Los plásticos duros como el poliestireno y el poli(metilmetacrilato) se utilizan muy por debajo de sus temperaturas de transición vítrea, es decir, cuando se encuentran en estado vítreo. Sus valores Tg se sitúan en torno a los 100 °C (212 °F). Los elastómeros de caucho, como el poliisopreno y el poliisobutileno, se utilizan por encima de su Tg, es decir, en estado gomoso, donde son blandos y flexibles; el entrecruzamiento impide la libre circulación de sus moléculas, lo que confiere al caucho una forma fija a temperatura ambiente (a diferencia de un líquido viscoso)[3].

Tabla de temperaturas de fusión del vidrio

El vidrio común es en su mayoría dióxido de silicio amorfo (SiO2), que es el mismo compuesto químico que el cuarzo, o en su forma policristalina, la arena. La sílice pura tiene un punto de fusión de unos 2000 Celsius, durante mucho tiempo, sólo ha habido fuegos abiertos. Con estos fuegos no se podía alcanzar el calor intenso. Así que había que añadir alguna sustancia para bajar el punto de fusión.

Los antiguos científicos descubrieron que otros materiales, como la sosa, al fundirse en estrecho contacto con la arena, permitían fundir la sílice a temperaturas mucho más bajas. Estos materiales se conocen como fundentes, y la sosa fue probablemente el primer fundente.

La sosa (carbonato de sodio Na2CO3), o la potasa, el compuesto de potasio equivalente, reduce el punto de fusión a unos 1000 Celsius. Sin embargo, la sosa hace que el vidrio sea soluble, lo que obviamente no es útil, por lo que la cal (óxido de calcio, CaO) es el tercer componente, que se añade para restaurar la insolubilidad.

Con la caída del Imperio Romano, la tecnología de la fabricación de vidrio se estancó en Europa; de hecho, casi desapareció. El transporte y el comercio hacia las regiones del norte de los Alpes se estancaron y los vidrieros se vieron obligados a buscar alternativas a la sosa.

Temperatura de transición vítrea…

Aunque el vidrio puede empezar a ablandarse a temperaturas más bajas, por lo general debe calentarse a temperaturas extremadamente altas para fundirse, momento en el que adquiere la consistencia de la miel o el jarabe. Dependiendo de la composición del vidrio y de si se le ha añadido algún material para reforzarlo, la temperatura de fusión del vidrio es de unos 2600 a 2800 grados Fahrenheit. Es decir, entre 1400 y 1600 grados Celsius.

El vidrio se funde a temperaturas excepcionalmente altas, pero ¿a qué temperatura se ablanda el vidrio? El material empieza a ser lo suficientemente maleable como para poder darle forma cuando alcanza unos 1250 grados F. Sin embargo, no necesariamente tendrá una consistencia blanda y puede seguir siendo propenso a romperse en esta fase si se aplica demasiada fuerza. Una vez que el vidrio alcanza los 1350 grados F, la superficie debería estar calentándose lo suficiente como para empezar a fundirse. En este punto, es posible fundir trozos de vidrio. Cuando el vidrio se calienta a unos 1450 grados F, empezará a perder la forma que tenía anteriormente. Para responder a la pregunta «¿A qué temperatura se funde el vidrio?» hay que tener en cuenta si se quiere que el vidrio esté completamente licuado o sólo tenga la consistencia de un caramelo, lo que suele ser apropiado para algunos proyectos.

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