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Sabia que é possível mudar as propriedades do vidro? Considere isto.

De acordo com a AZO Materials:

“As propriedades do silicato e do vidro de borate podem ser afinadas com modificadores de vidro, como óxido de lítio, óxido de cálcio e óxido de zinco para atender a várias aplicações de engenharia de nicho. Este artigo examina como os óculos de alta especificação são criados para numerosas aplicações usando modificadores de vidro comuns.

“O vidro comum é resistente ao calor, apresenta baixa expansão térmica, e oferece uma resistência de choque térmico muito boa. É quimicamente durável, apresenta alta resistência elétrica, e é ótica transparente. Todas estas propriedades fazem do vidro um material único que é essencial em arquitetura, labware, eletrónica e engenharia.

“Modificadores de vidro podem transformar ainda mais o vidro num verdadeiro material maravilha. As propriedades do vidro podem ser precisamente afinadas e aumentadas, assim como com outros materiais, como o aço, adicionando cuidadosamente modificadores químicos para atender a uma grande variedade de aplicações exigentes.

Estrutura e Composição de Vidro

“Há três grandes categorias para os constituintes do vidro: ex-redes, modificadores e intermediários. ¹Com os ex-membros da rede, a maior parte do vidro é composta por uma rede altamente interliga de ligações químicas. A formação de rede mais comum constitui o óxido de silício. Dois outros óxidos comumente utilizados na produção de vidro são boro e germânio.

“Para alterar ainda mais as propriedades do vidro, os modificadores químicos, incluindo lítio, sódio, potássio e cálcio, podem ser adicionados ao vidro em pequenas quantidades. Estes modificadores existem como átomos únicos carregados (iões) entre os ex-membros da rede interliga. Como tal, reduzem o número relativo de ligações fortes no vidro e, por sua vez, diminuem o ponto de fusão e a viscosidade.

“Dependentes da composição devidro, os intermediários, incluindo o titânio, o alumínio e o zinco, são químicos que podem comportar-se como ex-bases ou modificadores da rede. ² É necessário um equilíbrio cuidadosamente afinado de antigos, intermediários e modificadores de rede para impedir a formação de cristais ordenados dentro do material, uma vez que os óculos são naturalmente altamente desordenados.

Efeitos dos modificadores de vidro

“As relações de adição descrevem aproximadamente as propriedades do vidro modificado como vidro geralmente funciona como uma solução, o que significa que cada ingrediente contribui para as propriedades a granel do vidro por uma quantidade aproximadamente proporcional à sua concentração. ³

“A ligação normal entre elementos formadores de vidro e oxigénio é interrompida por modificadores de vidro, uma vez que estão a ligar-se vagamente aos átomos de oxigénio.” São criados oxigénios não-ponte, o que reduz a quantidade relativa de forte ligação dentro do vidro. Isto significa que os modificadores de vidro normalmente têm efeitos significativos nas propriedades de vidro.

“Tais efeitos incluem uma redução do ponto de fusão, da tensão superficial e da viscosidade como resultado de uma ligação global mais fraca dentro do material.⁴ Os modificadores de vidro afetam o coeficiente de expansão térmica, durabilidade química e índice refrativo, facilitando o funcionamento do vidro a temperaturas mais baixas, sem impacto na transparência.

Modificadores de vidro para aplicações de alta especificação

“Os vários modificadores de vidro disponíveis têm várias propriedades comuns. No entanto, as propriedades químicas únicas de cada um pode ter efeitos variados nas propriedades do vidro produzido.

Durabilidade Química

“A durabilidade química do vidro é tipicamente reduzida quando os metais, por exemplo, o sódio e o potássio são usados como modificadores. Em contraste, a durabilidade química do vidro pode aumentar quando metais alcalinos, por exemplo, cálcio, são usados. ⁵

Resistência

“O vidro tem alta resistência e autorização, o que o empresta a aplicações em resistências e condensadores. A resistência nos óculos pode ser drasticamente aumentada através da adição de óxidos de tellurium, germânio ou titânio em baixas concentrações. Isto torna-os modificadores de vidro atraentes para aplicações de resistência ultra-alta, por exemplo, aparelhos auditivos e detetores de infravermelhos. ⁶

Vidro para Labware

“Na fabricação de labware, o vidro com forte durabilidade química e resistência ao choque térmico é altamente valorizado. Os efeitos de expansão térmica podem ser reduzidos através da adição de óxido de zinco ao vidro de silicato. Isto torna-o particularmente resistente ao choque térmico.

“Os óculos que usam borate e silicato como uma rede anterior, conhecida como óculos de borossilicato, também são particularmente resistentes ao calor e quimicamente duráveis. Isto faz deles um material atraente para vasos de reação, tubos de ensaio e outros labwares.

Propriedades Óticas Especializadas

“Vários copos são apreciados pelas suas características óticas incomuns. As lentes fotocromáticas utilizam amplamente vidro modificado de zinco, enquanto o vidro fotossensível é produzido com prata, ouro e cobre e pode mudar de cor em resposta à luz incidente. ^4,7

Vidro Bioativo

“A comunidade biomédica está particularmente interessada na forma de vidro modificado que emula de perto as propriedades da porção mineral do osso vivo. Isto é conhecido como vidro bioativo. É altamente biocompatível e forma fortes ligações químicas com osso.

“O cálcio e o sódio atuam como os modificadores primários para criar um vidro comparativamente macio, composto por cerca de 45% de silicato. Este vidro pode ser facilmente maquinado em implantes para utilização na reparação de lesões ósseas. ⁸

Mo-Sci Tecnologia de Vidro líder de precisão

“Líder mundial em tecnologia de vidro de precisão, a Mo-Sci produz uma grande variedade de óculos de alta especificação para aplicação em cuidados de saúde, eletrónica e engenharia. A sua experiência inclui vidro bioativo, vidro de índice refrativo elevado e vidro fluorescente. As soluções personalizadas podem ser produzidas para praticamente qualquer aplicação de vidro da Mo-Sci.”

Fonte