Procesado del Vidrio y Energía de Enlace

Procesado del Vidrio. Temperatura de Transición Vítrea.

La solidificación de los materiales amorfos no ocurre igual que la de los materiales cristalinos. Al enfriar el material, un vidrio va aumentando su viscosidad al disminuir la temperatura, pero no encuentra ninguna temperatura definida a la cual el líquido pase a estado sólido. De hecho, una de las distinciones entre materiales cristalinos y no cristalinos se basa en la dependencia del volumen específico (inverso de la densidad) con la temperatura. En el caso de los materiales cristalinos, existe una disminución discontinua en volumen a la temperatura de fusión. Sin embargo, para los materiales vítreos, el volumen disminuye continuamente con la reducción de la temperatura. La temperatura a la cual se produce un ligero cambio en la pendiente se denomina temperatura de transición vítrea. Por debajo de esta temperatura se considera que el material es un vidrio; por encima, primero es un líquido subenfriado y finalmente un líquido. El vidrio se produce calentando las materias primas a temperaturas elevadas por encima de la temperatura de fusión. Varios métodos para fabricar productos de vidrio: prensado, soplado, estirado y formación de fibras.

Energía de Enlace y Esparcimiento Interatómico.

Principio del Enlace Atómico: insertar dibujo aquí. Siendo dos átomos neutros, cuando la distancia es suficientemente grande no hay fuerzas de atracción ni de repulsión. Pero cuando nos vamos acercando, comienza la atracción (FA), esto se debe a que un núcleo es atraído por los electrones del otro y viceversa. Pero llega un momento en el que tras pasar el punto o distancia de enlace comienza la llamada repulsión. Esto se debe a que las dos partículas se solapan, juntándose la nube de electrones y los núcleos bastante juntos con lo que comienzan a repelerse, apareciendo una fuerza de repulsión (FR) grande. La fuerza resultante FN es la suma de las fuerzas atractivas y las repulsivas. Cuando los componentes de la fuerza FA y FR son iguales entonces estamos en el llamado equilibrio, los centros de los átomos estarán separados por la distancia de equilibrio. Una vez en esta posición, los átomos contrarrestan cualquier intento de alterarse.

Energías: La energía potencial resultante es igual a la energía potencial de atracción más la de repulsión. en= ea + er. El mínimo relativo de energía potencial nos muestra donde está la distancia de equilibrio que se corresponde con la energía de enlace. La Eo (energía de enlace) y la gráfica de la energía con respecto a la fuerza, varía de un material a otro y ambas variables dependen del tipo de enlace atómico. Eo (sólidos) > Eo (líquidos) > Eo (gaseosos). Las temperaturas de fusión y las propiedades cohesivas nos muestran los diferentes Eo de los sólidos.