Silicato de boro
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El borosilicato o silicato de boro es un material componente de vidrios que se emplean extensamente en componentes ópticos por sus buenas propiedades ópticas, pero también mecánicas (baja dilatación)
- TIPOS DE VIDRIO
Vidrios sodocálcicos
Vidrio de plomo alcalino
Vidrio de borosilicato
Vidrio de aluminosilicato
Vidrios de 96% de dióxido de silicio
Vidrio de silicio fundido
El vidrio más común es el vidrio sodocálcico. Las principales materias primas para este producto, son la arena silícea, óxido de sodio piedra caliza, en una proporción tal que el producto tiene una composición molar cercana a Na2O-CaO-6SiO2.
La sílice tiene un punto de fusión muy alto. La adición de cantidades crecientes de Na2O al SiO2 hace disminuir su temperatura de fusión y fluencia; no obstante, se disminuye también la resistencia al ataque químico y si se utiliza suficiente Na2O el vidrio llega a ser soluble en agua (silicato sódico, "vidrio soluble"). Añadiendo cal junto con el Na2O, se mejora la resistencia al agua y los productos químicos, sin embargo, la cal tiende a hacer que el vidrio cristalice (se desvitrifique). Los cristales formados en el vidrio hacen que pierda transparencia y alteran las demás propiedades. En el vidrio moderno de sodio y cal, parte de la cal o su totalidad puede reemplazarse por otros óxidos alcalinotérreos y parte o el total de sodio con K2O. El vidrio de sodio y cal se utiliza para producir láminas, vidrios de ventana, recipientes, objetos comunes y aparatos diversos.
- El vidrio de plomo alcalino es similar en su composición al de sodio y cal, excepto que toda o casi toda la cal se reemplaza por PbO en cantidad de entre 15 y un 60 por ciento. La presencia del plomo hace aumentar el índice de refracción y el poder de dispersión. Puesto que el índice de refracción es menor para las longitudes de onda larga, en comparación con las longitudes de ondas cortas, las diversas longitudes de onda, tienden a separarse y formar un espectro a atravesar un prisma (y en una lente producir la llamada aberración cromática). La anchura del espectro, cuando se mantienen constantes los demás factores, indica el poder de dispersión del vidrio del que está hecho el prisma. El vidrio de plomo se utiliza también para absorber los rayos X y gamma debido al elevado coeficiente de absorción del plomo. La resistencia del vidrio emplomado al agua es mucho menor que la del vidrio de sodio cal y el HCl lo ataca intensamente.
- Los vidrios de borosilicato se fabrican mediante la sustitución de grandes cantidades de álcali y, con frecuencia, de toda la cal, con B2O3. Aunque este último producto es un formador de redes, (y no modificador sustituyente) reacciona también con el SiO2, casi de la misma forma que el sodio y la cal, que son modificadores. La materia prima es el bórax, tetrabotrato de sodio, que al calentarlo da trióxido de boro. El uso de B2O3 reduce el coeficiente de dilatación, por lo que la resistencia de estos vidrios a los choques térmicos es muy superior a los sodocálcicos. Además, la reducción de la cantidad de alcalinos presente, hace mejor la no reactividad de dicho vidrio. El Pyrex es una marca comercial común para el vidrio de borosilicato. Su composición media es: 80% SiO2, 4% Na2O, 12% B2O3, 3% Al2O3, 0.4% CaO, 0.6% K2O
Se utiliza para instrumentos de laboratorio, utensilios de cocina, tuberías para productos químicos y sellos metálicos de baja dilatación.
Aunque el vidrio es un mal conductor térmico, transmite aproximadamente un 95% del calor irradiado que recibe. Esto justifica, en parte, el que sea apropiado para fabricar utensilios de cocina.
- Los vidrios de silicato alumínico contienen cerca de 55% de SiO2, 20% de AlO3 y cantidades pequeñas de B2O3, MgO y CaO. Los contenidos elevados de alúmina y dióxido de silicio producen un vidrio de un punto elevado de fusión, que tiene mayor resistencia alas temperaturas elevadas que el de sodio y cal. El coeficiente de expansión es de cerca de la mitad de este último. El vidrio de silicato alumínico se utiliza para tubos de combustión, utensilios de cocina y aplicaciones similares.
