Nuevos adelantos en el campo del vidrio

Nuevos adelantos en el
campo del vidrio
Descripción comentada de la exposición
«El vidrio... mañana»"
A. G. VERDUCH
Investigador Científico
Las personas que han organizado esta exposición han seguido, desde el principio, el criterio de ofrecer únicamente aquellos productos y procesos que encierran auténtica novedad. No se trata, pues, de una exposición comercial, sino
de una exposición científica y técnica destinada de forma muy especial a los
expertos en este campo y a aquellas otras personas interesadas en conocer los
últimos avances en la fabricación o en el uso de los productos de vidrio.
Por las presentes líneas deseamos hacer llegar a nuestros lectores una información detallada de dicha exposición, recogida durante nuestra detenida visita.
Los productos han sido tantos y tan diversos que resulta difícil hacer una
exposición de síntesis y, por tantO;—aún a riesgo de ser algo reiterativos en las
expresiones—, preferimos explicar una por una las diversas novedades expuestas.
La De Bell & Richardson Inc., de Bazardville, Connecticut, U, S. A,, ha presentado un esquema de producción de fibras de vidrio de secciones de diferentes formas, ilustrando con muestras las formas planas o microcintas.
La Sovirel, de París, ha expuesto un tipo de junta para empalme de tubos
de vidrio, llamada ROTULEX, que consta de cuatro elementos: 1) Una parte
esférica macho, pulida al fuego. 2) Una parte esférica hembra, también pulida
al fuego. 3) Un anillo de estanqueidad, hecho de politetrafluoroetileno y 4) Una
pinza o puente metálico de sujeción del conjunto. Las dos partes esféricas son
de vidrio Pyrex. Esta junta es de una elevada estanqueidad al vacío y a la
* Exposición celebrada con el nombre «El vidrio... mañana» en el Palacio de Bellas Artes
de Bruselas, entre los días 27 de junio y LS de julio de 1965, con motivo del VII Congreso
Internacional del Vidrio.
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3'^;^
NUEVOS ADELANTOS EN EL CAMPO DEL VIDRIO
presión y permite que los dos tubos empalmados puedan sufrir una deflexión
angular de unos 15''.
Esta compañía ha presentado también un nuevo tipo de tubo para pantalla
de oscilosccpio, que permite una visión más nítida y una mayor definición de
las líneas.
La Technical Glass, Sázava nad Sázavou, Checoslovaquia, ha presentado un
nuevo tipo de vidrio opal nucleado, destinado a la producción automática y semiautomática de piezas para iluminación. Ha sido inventado por el ingeniero
K. Vobornik, del Glass Research Institut, de Hradec Králové. Los productos, al
adquirir su forma final son completamente transparentes y límpidos, pudiendo
ser incoloros o coloreados. En el caso del opal nucleado, solamente es necesaria una pequeña cantidad de flúor para lograr la opacificación. Como agentes
de nucleación se emplean metales del platino en cantidades pequeñísimas. Estos
metales facilitan la nucleación de las partículas opacificantes conteniendo flúor,
que después crecen por tratamiento térmico adicional de los objetos transparentes. La apariencia densa—e incluso con aspecto de alabastro—de estos vidrios, y su elevada transmisión de luz difusa, y baja reflectancia, se alcanzan
por adecuada dosificación de los metales del platino y de los opacificantes, así
como por la fijación de la temperatura y del tiempo necesarios para el tratamiento térmico. Los artículos mencionados son susceptibles de ser fabricados
por métodos automáticos.
La casa Philips ha presentado componentes de vidrio para la fabricación de
tubos de televisión en color. Estos tubos tienen una elevada exactitud de medidas con respecto a la posición de los tres cañones relativos a la "shadow mask"
y a la pantalla.
Entre las novedades presentadas por la Philips figuran las siguient«es:
L
Una lámpara de 100 vatios, de proyección de yodo.
2.
Ampollas de vidrio duro, de soplado manual, destinadas a aparatos de
película delgada.
3.
Una lámpara reflectora de vapor de mercurio.
4.
Ampollas de vidrio blando para lámparas de baja potencia, de película
delgada (lámparas de condensador de espejo). Estas lámparas han de
cumplir unos requerimientos muy estrictos en cuanto a forma y a calidad del vidrio, para lograr un espejo elipsoidal interno que haga innecesaria la lente condensadora.
5. Tubo plano hecho a máquina para células de sulfuro de cadmio.
6. Tubo de cuarzo estirado mecánicamente en sentido vertical. Ha sido
hecho a partir de cristal de roca fundido eléctricamente.
37^
BOL. SOG. ESP. CERÁM., VOL. 4-N.° 4
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7. Lámpara de xenon, de 1.600 vatios, hecha de cuarzo muy puro, para
proyectores cinematográficos.
8. Perlas cilindricas, tubulares, de vidrio de plomo, hechas a partir de tubo
obtenido por estirado mecánico en sentido vertical. Estas piececitas tienen las siguientes dimensiones y tolerancias: Diámetro exterior, 1,35 +
± 0,05 mm.; diámetro interior, 0,6 ± 0,05 mm. Se usan, entre otras
cosas, para transistores y diodos de germanio.
9. Lámpara de halógeno de 1.000 vatios para iluminación de tipo *Tloodlight".
10. Lámpara de xenon de 10.000 vatios, fabricada a partir de cuarzo muy
puro y destinada a fines muy especiales de iluminación.
11.
Tubo de descarga de vapor de sodio. Está hecho con vidrio duplex estirado a máquina, que tiene una capa exterior de vidrio sodocálcico y
una película interior de vidrio de borato, de aproximadamente unas 50^i
de espesor. Para mantener la adecuada temperatura de trabajo, el tubo
de descarga está rodeado por otro tubo de vidrio, estirado a máquina,
que permite crear una cámara de vacío entre ambos. Se exhiben las
sucesivas fases de fabricación de estos tubos y los componentes de vidrio que los forman.
El Departamento de Investigación de la Compañía de Saint-Gobain (52, Boulevard de la Villette, París 19e), ha presentado una magnífica demostración del
comportamiento y posibilidades de uso de las fibras ópticas. La luz y las imágenes son susceptibles de moverse, punto a punto, a través de un manojo de
fibras.
El funcionamiento de los sistemas ópticos de fibras está basado en la propiedad de transmisión de la luz por reflexiones totales múltiples en el seno de un
material transparente, como en una barra de vidrio de índice de refracción n^,
colocado en un medio de índice más débil.
Para asegurar en todos los casos una transmisión de la luz, fibra a fibra, sin
pérdidas de una a otra, es indispensable que cada fibra vaya recubierta de un
vidrio de índice de refracción n^ inferior a nt.
La apertura de una fibra se define de la siguiente forma:
O = V n-^ — ne^
que permite conocer el ángulo máximo al cual puede penetrar un rayo luminoso
en la fibra, por su extremidad.
La aplicación más elemental de los sistemas ópticos de fibras es la de conductor flexible de la ZÍ^Z. Estos conductores están formados por haces de fibras,
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NUEVOS ADELANTOS EN EL CAMPO DEL vmRIC
generalmente protegidos por un recubrimiento flexible de plástico o de metal.
El diámetro de las fibras utilizadas oscila entre 30 y 70 mieras.
Una realización óptica más elaborada consiste en conseguir que las fibras
estén en una alineación perfectamente paralela, con lo cual se logra un conductor
flexible de imágenes. En este caso, el diámetro de las fibras está comprendido
generalmente entre 10 y 20 mieras.
El conductor rígido de imágenes es el más perfeccionado entre los sistemas
ópticos de fibras, ya que, además de estar constituido por fibras perfectamente
alineadas, ha de ser capaz de mantener el vacío, para poder ser empleado
como cara de los tubos catódicos. Para asegurar una definición suficiente del
sistema, hay que disminuir hasta 5 mieras el diámetro de las fibras. La alineación de estas fibras tan delgadas, según un orden perfectamente definido, es
una de las operaciones más delicadas de la fabricación de sistemas ópticos de
fibras.
Entre las variadas aplicaciones que están encontrando las ópticas de fibras,
merecen destacarse los endoscopios médicos e industriales, los amplificadores y
reductores de imágenes, las caras de tubos catódicos y las ópticas correctoras
de campo.
La Compañía de Saint-Gobain ha presentado también un dispositivo para demostrar el comportamiento de los vidrios termoluminiscentes. Cuando estos vidrios se exponen a las radiaciones X ó y, almacenan una energía, que después
la devuelven en forma de luz cuando se someten a la acción del calor. La
medida de la cantidad de luz emitida indica la cantidad de radiación X ó y
recibida por el vidrio. Los dosímetros fabricados con estos vidrios tienen un
margen de sensibilidad que oscila entre algunas decenas de miliroentgens y varias
decenas de millares de roentgens. Presentan además las ventajas de ser poco
voluminosos, de ser estables a las temperaturas ordinarias y de ser muy poco
atacables químicamente.
La Bausch & Lomb ha presentado muestras, demostraciones y características
de su nuevo vidrio óptico 514702, que posee unas propiedades ópticas poco
comunes. Las razones de dispersión parcial de un vidrio dependen en gran
parte del tipo de formador de red que contiene en su estructura. La mayoría de
los vidrios ópticos son vidrios de silicatos, y sus razones de dispersión parcial pueden visualizarse mediante una gráfica, en la cual cada punto representa
una razón de dispersión parcial y el número de Abbe de un vidrio. Una razón
de dispersión parcial típica vendría definida por
P/. _
N, —N,
SSO
BOL.
SOG.
ESP.
CERAM., YOL.
4-N.°
4
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en donde N; es el índice de refracción del vidrio para la línea F del hidrógeno, ó
4861 Â, y análogamente para otros índices de refracción. Cuando se representan
estos puntos se obtiene aproximadamente una línea recta, con alguna dispersión de valores, tal como se muestra en la figura 1.
li
O-
np-1
V=
FlG. 1.
E] vidrio de fosfato, representado por la estrella, está muy por encima de la
línea, mientras que el vidrio de borato, representado por el círculo, está también separado de la línea, pero en sentido opuesto, y constituye un buen compañero del vidrio anterior. En la actualidad, se tiende a hacer los sistemas ópticos
más rápidos y más compactos. El aumento de la velocidad de las lentes produce
inevitablemente un aumento en el espectro secundario, que puede considerarse como una variación de los puntos focales con las longitudes de onda, lo
cual se manifiesta como franjas de color, comúnmente una franja azul sobre fondo
negro.
Para reducir el espectro secundario se requieren propiedades especiales en
los vidrios: La primera y principal es lograr un ajuste de la razón de dispersión parcial a través de todo el espectro, especialmente en el azul, que sea mejor
que el ajuste que se logra con los vidrios normales.
El vidrio num. 514702, recientemente desarrollado por Bausch & Lornb, se
adapta a las razones de dispersión parcial de un flint standard (613442), bastante
mejor de lo que se había conseguido hasta ahora. Con el empleo de este par de
vidrios se ha logrado una reducción de aproximadamente un 50 % en espectro
secundario.
La casa Schott & Gen, Mainz, ha presentado una magnífica demostración de
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NUEVOS ADELANTOS EN EL CAMPO DEL VIDRIO
los vidrios con recubrimientos anti-reflectores, con buenas propiedades reflectoras del calor. Mediante el empleo de recubrimientos con capas delgadas de
óxidos metálicos se puede reducir fuertemente la reflexión óptica de los vidrios
planos de todas clases. De la misma forma se puede lograr un aumento considerable del poder reflexivo en diferentes zonas del espectro.
La misma casa, Schott & Gen, Mainz, presenta como gran novedad una amplia colección de fibras ópticas conductoras de la luz y de las imágenes. Así, por
ejemplo, se expone un paquete de fibras, arrollado en espiral, que apoya una
de sus secciones transversales sobre un letrero iluminado por debajo. En la otra
sección del paquete de fibras pueden verse con toda nitidez las letras sobre
las cuales está apoyada la sección de la espiral.
La Jenaer Glaswerk Mainz (R. F. A.) ha presentado piezas grandes, en placa
y en varilla, de su nuevo vidrio laser LG55 (5 % NdaOs). También ha presentado como novedades: d) Vidrio SFS 6 de alto efecto Faraday (alta constante de Verdet) (0,129 min/Aw). b) Vidrio SF 6, cuyo valor es 0,089 min/Aw.
c) Cilindros elípticos para irradiación laser y d) Vidrio de trisulfuro de arsénico,
exento de absorción de hidroxilo.
La American Optical Company, de Southbridge, Massachusetts, U, S. A,, ha
presentado un guía-luz (paquete de fibras ópticas) para infrarrojo, hecho con
^VIDRIODE AsgSs
Indice de refracción = 2,47
VIDRIO DEAs-S
Indice de refracción = 2,41
FiG. 2.
fibras de vidrio de AS2S3. La composición, en sección, de cada fibra es la indicada en la figura 2.
Como puede verse, cada fibra de vidrio de AsoSa, de 40^i de diámetro, está
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recubierta por una capa de 5fx de espesor, de un vidrio de arsénico-azufre, de
menor índice de refracción.
La American Optical Company ha presentado además las siguientes novedades :
a) Un vidrio de AsaSa, que posee mejores características de transmisión.
Los vidrios de AsoSs usados ordinariamente como materiales transmisores de
infrarrojo poseen bandas de absorción a 2,9^i, a 4,0a y a 6,3/A. En este nuevo
vidrio se han logrado elkninar estas bandas. A título de ilustración se exhiben
las curvas de absorción de estos vidrios y dos lentes hechas con los mismos.
b) Un vidrio de rotación Faraday, hecho de silicato de aluminio y terbio,
Este vidrio, de 58 % de TbaOs,, presenta un gran efecto Faraday. La rotación
que sufre el plano de polarización de un haz de luz que pasa por el vidrio, en
un campo magnético, hace que este vidrio sea apropiado para ser usado en
sistemas laser, como aislador óptico. La forma trivalente del terbio posee un
gran efecto Faraday, y una elevada transparencia para la mayoría de las longitudes de onda en las regiones del visible y del infrarrojo próximo. Debido a que
el ion terbio es paramagnético, el efecto Faraday es, en forma aproximada, inversamente proporcional a la temperatura absoluta. Por enfriamiento de este vidrio
hasta temperaturas del nitrógeno líquido o del helio líquido, se puede obtener
un efecto Faraday muy grande. La constante de Verdet (que mide el efecto
Faraday) de este vidrio es:
min
0,216
a 0,700|x, a 26° C
oersted-cm
Se puede obtener más información acerca de este vidrio viendo el artículo :
"Faraday rotation in praseodymium, terbium and dysprosium alumina silicate
glasses", Charles C. Robinson y Robert E. Graf. Applied Optics, 3 (10), octubre (1964).
c) Vidrio laser de neodimio. Actualmente se están fabricando vidrios laser
de neodimio, no recubiertos, en tamaños de hasta 2 metros de longitud y 50 milímetros de diámetro. Estos vidrios se recubren con una capa de vidrio de samarlo trivalente, de índice adecuado, para absorber los rayos laser que se separan
del eje. El esquema del recubrimiento es el que aparece en la figura 3.
d) Vidrio laser de yterbio-erbio. El ion Yb^+ actúa como agente de sensitivación para la emisión de la radiación del Er^+ a l,54ii. La duración de la
fluorescencia del Er^+ en el vidrio es de 14 msec, lo cual es muy deseable para
su aplicación a los láser Q-deteriorados.
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NUEVOS ADELANTOS EN EL CAMPO DEL VIDRIO
El Prof. Dietzel, del Max-Planck-lnstitut für Silikatforschung, de Würzburg,
Alemania, ha presentado muestras de vidrios fosfáticos con 60 % moles de
óxido de mercurio, y un 1 % de adición de uno de los compuestos siguientes :
RECUBRIMIENTO EXTERIOR
DE VIDRIO SODOCÁLCICO
VIDRIO ABSORBENTE
"DE SAMARIO
NÚCLEO DE VIDRIO
LASER DE NEODIMIO
FiG. 3.
FCaOs, NiO y CuO. El primer vidrio es de color salmón muy pálido, el segundo
es amarillo intenso y el tercero azul.
El Prof, Weyl, de The Pennsylvania State University, School of Mineral Industries, ha presentado unos vidrios de punto de reblandecimiento muy bajos.
Estos vidrios son de fosfato de mercurio, estabilizado por óxido de litio, y poseen
las siguientes propiedades:
Reblandecimiento dilatométrico : temperatura media, 210'' C.
a.23->o,o= 13 X 10-«
Temperatura de liquidus: 500° C.
índice de refracción: 1.72.
La Compañía S, A. Glaverbel, de Bruselas, ha presentado diversas muestras
de microesferas vitrocerámicas para usos industriales, que son doble resistentes
que las perlas de vidrio. Se presentan en los cinco tamaños siguientes: > 2 milímetros, 1,7-2,5 mm., 1,2-1,7 mm., 0,7-1,2 mm. y < 0,7 mm. Sus resistencias al
aplastamiento varían entre 250 Kg., para las primeras, hasta 50 Kg., para las más
pequeñas.
El Dr. Guy E. Rindone, del Department of Ceramic Technology. The PenSS4
BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 4-N.° 4
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nsylvania State University, University Park, Pennsylvania, £/. S, A., ha presentado muestras de vidrios de borato de plata, que contienen hasta 60 % en
peso de AgaO, y que se caracterizan por formar películas de plata metálica en
su superficie por exposición a las condiciones ambientales normales, durante
unos cuantos días. Se puede acelerar la formación de la película, logrando que
sea visible en unos pocos minutos, por exposición del vidrio a la acción de la
luz ultravioleta, o por ligero calentamiento a temperaturas inferiores a lOO'' C.
La reacción que conduce a la formación de la película de plata se verifica
únicamente en presencia de vapor de agua. Los vidrios encerrados en vacío, e
irradiados con luz ultravioleta, no forman dicha película. La reacción parece ser
la siguiente:
Ag+(
en el vidrio ) +
OH-
->
Aa
Vpelícula
El Dr. Rindone presenta asimismo una muestra de dicho vidrio, sobre la cual
se ha hecho un circuito impreso por irradiación de la pieza parcialmente cubierta, en presencia de vapor de agua. También se mencionan los procesos para
hacer resistencias y conductores para circuitos eléctricos por aplicación del vidrio sobre una base cerámica, mediante el uso de técnicas normales de vidriado
o esmaltado. Cubriendo parcialmente la pieza, e irradiando, se pueden lograr
los efectos deseados. Finalmente, hay que proteger toda la superficie con una
película impermeable para que no sigan verificándose cambios en contacto con la
humedad. También se pueden emplear métodos serigráficos para verificar la
aplicación de la cubierta.
La Compañía S. E. Glaverbel, de Bruselas, Bélgica, ha presentado hojas de
vidrio de 5-10 mieras de espesor, para la fabricación de materiales compuestos
vidrio-resina sintética, aptos para ser usados en la fabricación de aislantes eléctricos y de placas y recipientes de gran resistencia a la humedad y de gran
estanqueidad.
La Owens-Illinois, New Products and Marketing Development Department,
Toledo, Ohio 43601, U, S. A., ha mostrado las aplicaciones de los nuevos productos llamados Vidrios resinosos o Vitrorresinas, y que constituyen una familia de
nuevos polímeros orgánicos-inorgánicos que tienen la apariencia del vidrio.
Las vitrorresinas de la Owens-Illinois son polímeros de condensación orgánicos-inorgánicos basados en un sistema alternativo silicio-oxígeno. En general,
•se las podría clasificar como siliconas termoendurecibles, y son 75 % inorgánicas. Los recubrimientos con vitrorresina son coherentes y tienen apariencia
vitrea, se pueden obtener por inmersión o por proyección, y sirven para proteger
el cobre y otros metales, así como los plásticos y otras sustancias.
Cuando se utilizan las fibras de vidrio en conjunción con las vitrorresinas,
•se pueden fabricar objetos utilizables a temperaturas más elevadas (más de
JULIO-AGOSTO 1965
38S
NUEVOS ADELANTOS EN EL CAMPO DEL VIDRIO
400"^ C), a las cuales mantienen aún su resistencia mecánica. La inflamabilidad
es mucho menor j^ue en las resinas de otros tipos. En general, las vitrorresinas
tienen las siguientes propiedades: Buena resistencia a los agentes atmosféricos,
estabilidad al vacío, ausencia de toxicidad, buenas propiedades dieléctricas y
compatibilidad con muchos otros materiales.
La S. A. Sovirel, de París, ha presentado una barra de vidrio láser de 310 X
X 30 X 30 mm. La posibilidad de fabricar este vidrio en piezas de grandes
dimensiones, con una homogeneidad excepcional, hace que pueda ser empleado
para la fabricación de lasers de gran potencia.
En los últimos veinte años se han obtenido vidrios de índice de refracción
comprendidos entre 1,7 y 1,8. En los próximos diez años se tenderá a fabricarlos con índices entre 1,8 y 2, aproximadamente. La S. A, Sovirel muestra tres
vidrios con las características siguientes:
E0347 nd = 1.803
E8641 nd = 1.886
E4820 nd = 1.948
y = 47
y = 41
y = 20
El empleo de nuevos vidrios, de índice muy elevado (1,88), permite una
reducción a casi la mitad del espesor de las lentes, al mismo tiempo que mejora
la calidad de la corrección. Se presenta una serie de lentes de 18 dioptrías hechas
con diferentes vidrios, entre los cuales se incluye el E8838 de la S. A. Sovirel
A. Winter ha presentado cuatro muestras de vidrios a base de elementos
pesados, transparentes en el infrarrojo, acompañando las correspondientes curvas
de absorción.
La Asahi Glass está desarrollando un nuevo tipo de vidrio para láser en el
campo del visible, constituido por silicato de terbio sensibilizado con CeOaTodavía no se ha logrado obtener una emisión estimulada de Tb^"^ con este vidrio, pero su espectro de excitación muestra claramente la existencia de un
efecto de sensibilización debido al Ce^+. En consecuencia, si se dispone de una
fuente luminosa adecuada, de gran energía en la región 3100-3200 Â, como fuente
de excitación, existe la posibilidad de obtener una emisión estimulada verde de
longitud de onda 5400 Â, correspondiente a la transición 5 D4 — 7 F5 (Tb^-^). Este
vidrio tiene buenas características de fusión y de afinado cuando se trabaja en
un crisol de platino.
La Owens-Illinois, New Products and Marketing .Dépannent, Toledo, Ohio
43, 601, U, S. A., ha presentado un grupo de materiales cristalinos, registrados con
el nombre de CER-VIT. Los miembros de la extensa familia de los materiales
CER-VIT se fabrican siguiendo las mismas técnicas de fabricación del vidrio.
ggß
BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 4-N.° 4
A. G. VERDUCH
Cuando estos vidrios se someten a una cristalización controlada, se producen
unos materiales nuevos con propiedades enteramente distintas a las del vidrio
original. Mediante estos tratamientos es posible controlar el grado de transparencia u opacidad de los productos finales. Otra de las propiedades controlables
en estos materiales en su capacidad de soportar los choques térmicos. La resistencia mecánica es superior a la de los productos vitreos. Los CER-VIT pueden
fabricarse en una amplia gama de colores y, en general, presentan una gran transmisión eficaz de la radiación ultravioleta, en una amplia zona.
Una de las propiedades más interesantes de estos materiales es su pequeña
dilatación térmica que, en general, es inferior a la de la sílice fundida. A título
de ejemplo, en la Tabla I, se presentan los coeficientes de dilatación de dos
CER-VIT y de la sílice fundida.
TABLA
I
Coeficientes de dilatación de la sílice futidMa y de dos materiales CER-VIT
de Ohio (U. S. A.)
de la
Owens-Illinois,
CER-VIT
C-IOOB
— 2,5 X 10-V°C
a (0° a 300° C)
6,2 X 10-V° C
CER-VIT
C-IOOA
0,1 X 10-V° C
a (0° a 700« C)
5,7 X 10-V° C
3,5 X 10-V° C
0,1 X 10-V° C
a(—200«a+300^C)
3,7 X 10-V° C
0,0 X 10-V° C
0,3 X 10-V° C
Sílice fundida
Dentro de la amplia gama de estos materiales es posible obtener los miembros que posean los comportamientos térmicos más adecuados para un fin
determinado.
La importancia de una dilatación prácticamente nula está demostrada por
una aplicación tan importante como es la fabricación de espejos para telescopios, de los cuales se ha presentado un ejemplar a la exposición.
La Compagnie de Saint-Gobain, París, ha presentado tres bloques de vidrio
laser, con contenido en óxido de neodimio de 10 %, 4 % y 1 %, y también una
pequeña barra cilindrica de uno de estos vidrios.
Como es sabido, algunos vidrios que contienen elementos de las tierras
raras (por ejemplo: neodimio, yterbio, holmio), presentan las propiedades de
fluorescencia necesarias para el "efecto láser". Aparte de los factores de composición, son interesantes también las propiedades inherentes al vidrio, tales
como la calidad óptica y la facilidad de producción incluso de piezas de grandes
dimensiones. La barra de vidrio laser se aloja en una cavidad formada por dos
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espejos, donde absorbe una parte de la luz del tubo "flash", y emite un haz láser
paralelo y monocromático.
La 5. A. Glaverbël, de Bruselas, ha presentado un panel de doble vidrio, para
usos en arquitectura, con fines de aislamiento térmico y protección solar, que
posee las siguientes características : Transmisión luminosa, 50 % ; transmisión
de radiación solar global, 25 % ; coeficiente de transferencia térmica global, 2 kcal/
h/m^C; potencia de calentamiento, 100 w/ml
También ha presentado esta compañía otros vidrios especiales para arquitectura con las propiedades que se indican en las Tablas II y III.
TABLA
II
Propiedades de los vidrios planos para arquitectura,
de Bruselas
N.°
1
2
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
388
T I P O
Transmisión
luminosa
(%)
Vidrio anti-reflectante incoloro
Vidrio anti-reflectante antiactínico
Vidrio con capas dieléctricas
interferenciales
Vidrio con capas dieléctricas
interferenciales
Vidrio con capas dieléctricas
interferenciales
Vidrios grises neutros con capas metálicas
Vidrios grises neutros con capas metálicas
Vidrio anti-solar, anti-actínico con capas interferenciales
Vidrio anti-solar, anti-actínico con capas interferenciaÍes
Vidrio anti-solar, anti-actínico con capas interferenciaÍes
Vidrio anti-solar, anti-actínico con capas interferenciales
Vidrio anti-solar, absorbente
del calor, con capa frontal
semi-ref lectora
Stopray laminado
presentados por la S, A,
Transmisión
de radiación
solar global
Reflexión
luminosa
(%)
96
0,5
80
0,5
(%)
Glcwerbel
Transmisión
de radiación
actinica (300
a 450 m.)
(%)
¡
70
15
73
60
56
90
74
30
91
59,4
60
40
40
35
20
20
10
70
60
20
36
54
30
45
52
13
40
50
10
50
45
30
1
27
1
60
28
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T A B L A III
Propiedades de los vidrios planos para arquitectura, presentados por la S, A, Glaverbel
de Bruselas
N.
1
2
3
4
5
6
7
T I P O
Luna doble ordinaria (para
comparación)
Luna doble con capa metálica
(Stopray) ...
Luna doble con capa metálica modificada interferencialmente
Luna doble con capa metálica modificada interferencialmente
Luna doble con capa metálica modificada interferencialmente ...
Luna doble con capa metálica modificada interferencialmente
Luna doble con capa metálica modificada interferencialmente
Luna con capas interferenciaÍes dieléctricas
Transmisión
luminosa
Reflexión
luminosa
(%)
(%)
77
Transmisión
de radiación
solar global
Reflexión
de radiación
solar global
(%)
(%)
11
71
12
40
25
25
50
40
20
20
45
50
12
30
35
55
35
35
40
55
10
40
27
30
50
20
55
46
36
56
Entre los vidrios planos decorativos, para usos domésticos, que ha presentado la S. A. Glaverbel, figuran: a) Vidrios esmaltados con una laca orgánica
resistente a la humedad, con una unión química entre el vidrio y la resina sintética, lograda por un procedimiento desarrollado por el Laboratorio de Química
Mineral, del Instituto de Agronomía, de la Universidad Católica de Lovaina.
b) Fotografía esmaltada sobre el vidrio y c) Vidrios metalizados, en color blanco,
amarillo y anaranjado, así como con metalización iridiscente.
La Asahi Glass ha presentado dos tipos de vidrios reflectores del calor, uno
de color azul pálido, denominado Tipo A, y otro de color gris claro, denominado
Tipo B.
Tipo A: La superficie de este vidrio reflector del calor está cubierta por una
capa fina, transparente y estable de un óxido, el cual contiene oro coloidal uniformemente disperso. La adhesión de esta capa al vidrio, y su resistencia, son
muy buenas, lo cual confiere una gran resistencia al deterioro. A pesar de que
la película posee un coeficiente de reflexión elevado en el rojo y en el infrarrojo próximo, el coeficiente de transmisión en la región visible no es bajo. Este
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NUEVOS ADELANTOS EN EL CAMPO DEL VIDRIO
vidrio está considerado como excelente para la reflexión del caloí*, y se ha
solicitado patente para el mismo en el Japón.
Tipo B: La superficie de este vidrio está recubierta por una capa delgada, cuyo
constituyente principal es el óxido de rutenio. Entre las películas constituidas
por un solo óxido, ésta es la que presenta el coeficiente de reflexión de energía
solar más elevado de todas las conocidas. Por otra parte, conviene señalar que
posee también una conductibilidad eléctrica bastante alta. Como en el caso
del vidrio anterior, también se ha solicitado patente en el Japón.
Las propiedades de ambos vidrios aparecen resumidas en la Tabla IV.
TABLA
IV
Propiedades d£ los nu&vos vidrios reflectores del ccdor, desarrollados por la AS AHÍ
Tipo
A
GLASS
Tipo
B
46,4 %
24,2 %
40,1 %
27,7 %
Radiación solar total reflejada, R / E
40,9 %
33,9 %
Reflexión en el visible, R / V
44,6 %
37,8 %
5-6
4-5
Radiación solar total transmitida^ T / E
Transmisión en el visible, T / V
...
Resistencia de la superficie (Escala de Mohs)
La Corning Glass ha contribuido con una demostración de su vidrio CHEMCOR, de alta resistencia a la flexión.
La 5. A. Glaverbel ha presentado dos tipos de parabrisas. Uno de ellos de
propiedades antisolares, es laminado y posee una capa metálica semi-reflectante.
El otro es de calefacción, con capa metálica, y a su protección solar une unas
buenas características de descongelación y de acción contra la niebla. Sus características son: Potencia de calentamiento, 500-800 w/m^; transmisión luminosa, 40-75%.
Así se han expuesto muestras de TRIPLEX THERGLAS, de Francia. Una de
ellas es una luna doble de calefacción de 200 w/m^; otra, es un prototipo de
vidriera SST "Concorde", y la otra, un parabrisas frontal para locomotora Henschel, de los Ferrocarriles Federales Alemanes.
La Compañía Sovirel, de París, ha expuesto un gigantesco vaso Dewar de 50
litros de capacidad. La fabricación de un vaso de estas dimensiones puede considerarse como una proeza técnica, y ha sido posible gracias al empleo de un vidrio PYREX, de borosilicato, de bajo coeficiente de dilatación.
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A. G. VERDUCH
La English Electric ha presentado muestras de las diversas aplicaciones de
los productos vitrocerámicos MEXIM. Sus propiedades más características son las
siguientes :
a) Una resistencia mecánica que es de 2 ^2 a 5 veces superior a la de los
materiales aislantes eléctricos normales.
b) La razón resistencia mecánica a peso de la vitrocerámica MEXIM es muy
alta, lo cual permite fabricar aisladores ligeros para ser usados bajo grandes esfuerzos mecánicos.
c) Poseen una excelente resistencia a las altas tensiones.
d) Las resistencias al impacto, medidas por el péndulo de Charpy, son unas
tres veces superiores a las de la cerámica de 95 % de alúmina, y unas nueve
veces superiores a las de los vidrios de borosilicato.
e) Estos productos mantienen su resistencia mecánica prácticamente inalterada hasta unos 700^ C.
f) La resistencia a la abrasión puede ser hasta unas 10 veces superior al
la del acero inoxidable 18/8.
g) La resistividad eléctrica es muy alta (10^*-10^^ ohm. cm. a 20"^ C).
h) Las pérdidas dieléctricas de algunas composiciones pueden ser muy bajas
(tgô < 20 X 10"*) en un amplio margen de frecuencias (10^-10^ ciclos/sec).
Entre las propiedades térmicas, la más importante es la dilatación. Existen
materiales vitrocerámicos MEXIM de coeficientes de dilatación muy diversos.
Unos de ellos, de baja dilatación, tienen una gran resistencia a los choques térmicos. En otros casos, lo que se busca es un coeficiente de dilatación adecuado
para adaptarse a un metal o a una aleación en piezas compuestas.
Estos productos vitrocerámicos tienen muy buenas propiedades de soldadura
con los metales. Las soldaduras pueden realizarse en forma directa o mediante
el uso de una capa intermedia de vidrio o de otro material. Entre las múltiples
aplicaciones de estos materiales podemos citar las siguientes a título de ejemplo: Aisladores eléctricos con partes metálicas, soldaduras para tubos de vacío, soldaduras impermeables a los gases en reactores atómicos, soldaduras terminales para cables, cambiadores de calor, tubería y recipientes de reacción en
la industria química, recubrimientos protectores refractarios para metales, componentes para aviones superrápidos, sustratos para componentes electrónicos en
micro-miniatura, materiales para arquitectura, vajillas y utensilios de cocina, etcetera.
JULIO-AGOSTO 1965
S9J
NUEVOS ADELANTOS EN EL CAMPO DEL VIDRIO
La Johns-Manville ha presentado varias piezas demostrativas de las nuevas
aplicaciones que las fibras de vidrio están encontrando en los sistemas de calefacción y acondicionamiento de aire. Se trata de tubos y conducciones de fibras
de vidrio, con diferentes tratamientos interiores y exteriores.
La Technical Glass, Sázava nad Sázavou, de Checoslovaquia, ha expuesto una
gran variedad de piezas—algunas de ellas de gran tamaño—que representan las
diversas aplicaciones que han encontrado las rocas fundidas como nuevos materiales para las industrias pesadas y químicas.
El nivel actual de la producción checoslovaca de estos materiales petrürgicos
se debe a los trabajos teóricos y experimentales realizados en el Glass Research
Institut de Hradec Králové. Estos trabajos han contribuido a conocer la memoria de cristalización de las rocas, su nucleación controlada y a mejorar la calidad de los productos mediante una adecuada selección de las materias primas
y del tratamiento térmico del fundido. En las aplicaciones industriales, la duración en servicio de estos productos es aproximadamente unas diez veces superior a la de los aceros resistentes a la abrasión. Esta rama de la tecnología se
halla en continua evolución. El último avance ha sido la consecución del basalto
sinterizado. Sus ventajas principales son: a) Gran precisión dimensional, b) Homogeneidad perfecta y c) Posibilidad de producir piezas complicadas con un alto
grado de homogeneidad.
Se muestran asimismo grandes microfotografías en color de: 1) Una cristalización monomineral de piroxeno, muy fina. 2) Una cristalización de piroxeno
dendrito-esferolítico y 3) Una cristalización de piroxeno dendrítico, prácticamente sin fase vitrea.
El BBR'Verlica, Laboratorio Central de Glaverbel, ha presentado unos cuantos ejemplos de botellas ligeras con una resistencia mecánica mejorada, debida a
una modificación estructural de su superficie. La estructura de esta capa exterior
ha sido transformada por reacción en campos intensos, por un procedimiento
original, con el fin de producir un notable aumento de la resistencia a los choques
mecánicos.
La Owens-Illinois, ha presentado muestras de botellas y frascos decorados
por impresión electrostática, así como recipientes coloreados por el proceso SPECTRAGLAS, fuera del horno principal. De esta forma se logran beneficios importantes, ya que la fabricación de un vidrio de un determinado color no afecta
a la totalidad del horno, sino solamente a la boca de salida* Con ello, el tiempo
empleado en cambiar el color de la producción se reduce de unos cuantos días
a unas cuantas horas. Este método permite fabricar, con gran comodidad, una
amplia variedad de vidrios coloreados.
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A. G. VERDUCH
La Schott & Gen, Mainz, ha expuesto una instalación completa de destilación
molecular.
Entre las novedades presentadas en esta exposición figura el empleo de granos de vidrio poroso como material de soporte en procesos físicoquímicos, en
especial en cromatografía de gases. El soporte, en cromatografía de gases, está
constituido por granos de un sólido sobre los cuales se reparte el líquido no
volátil que es la fase estacionaria. El reparto de la fase estacionaria sobre el
soporte debe ser uniforme, formando una capa de líquido muy fina.
La superficie específica de un soporte debe ser grande, lo cual no se logra
más que con materiales porosos. Interesa que dichos poros sean relativamente
grandes y de distribución uniforme. Además el soporte no debe ser adsorbente
y debe presentar una inercia química absoluta. Todas estas condiciones las reúne
el material presentado, que consiste en granos hechos con vidrio de borosilicato.
Este material ofrece las siguientes ventajas: 1) Eficacia satisfactoria. 2) Excelente permeabilidad al gas portador. 3) Gran facilidad de manejo (llenado de la
columna). 4) Homogeneidad y reproducibilidad. 5) Buena resistencia mecánica.
6) Inercia física y química y 7) Gran estabilidad al calor.
La Société Nouvelle de Fabrications Aéronautique s, Ivry-sur-Seine, Francia, ha
presentado la JALITA, que son bolas de rodamieto hechas de vidrio PYREX,
destinadas a trabajar sin lubricación. Están especialmente pensadas para algunos usos de las industrias químicas, textiles, eléctricas y nucleares. Resisten a
las radiaciones y a la casi totalidad de los agentes ácidos y básicos.
La Peil & Putzler ha presentado cinco magníficas piezas artísticas de vidrio
incoloro grabadas según una nueva técnica, mediante la cual se consiguen interesantes efectos decorativos.
La Corning Glass Works ha expuesto un nuevo tipo de vidrio sensible a la
luz que se oscurece instantáneamente al ser iluminado con luz ultravioleta de
gran intensidad, y luego se aclara poco a poco de una forma espontánea. (Ver
BoL Soc. Esp. Cerám., vol. 4, num. 3, págs. 322-323 (1965.)
La Schott & Gen, Mainz, ha presentado una gran columna de vidrio Duran 50,
conio ejemplo de la aplicación del vidrio como elemento de construcción en instalaciones industriales.
La Electro-Refractaire, de París, ha expuesto diversas piezas refractarias de
ZAC 1681 y de ZAC 1711 electrofundidas.
La S. A. Glaverbel, de Bruselas, ha presentado varios ladrillos refractarios de
óxido de estaño que, en contacto con silicatos fundidos a 1.500° C, poseen muy
alta resistencia a la corrosión, ninguna nucleación de burbujas y alta conductijuLio-AGosTo 1965
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NUEVOS ADELANTOS EN E L CAMPO D E L VIDRIO
vidad eléctrica. Se pueden emplear en equipos especiales para hornos de fusión
de vidrio, así como en electrodos para fusión eléctrica de algunos silicatos.
La Compagnie de Saint-Gobain, de París, ha presentado un captor solar, según el sistema del Prof. Francia. Cuando se coloca una estructura polihexagonal
o policilíndrica, de vidrio, delante de un cuerpo negro, dicha estructura es transparente a la radiación solar, la cual es así conducida hasta el cuerpo negro.
Ahora bien, esta estructura es opaca a la radiación devuelta por el cuerpo negro.
Con esta base se puede construir un captor de energía solar.
Se presentan asimismo una fotografía y un esquema de una casa calentada
por radiación solar, realizada por el Laboratoire de l'Energie Solaire de Montlouis (Francia).
La / . Eberspächer, 7300 Esslingen/Neckar, Eber spächer Strasse, 24, Alemania,
ha presentado muestras de su vidrio THERMEX, que disminuye su transparencia al ser iluminado por el sol y vuelve a su estado transparente original al
disminuir la intensidad de la iluminación. Cuando no se expone a la luz solar,
este vidrio es tan transparente como el vidrio ordinario, y por iluminación se
transforma en un cuerpo blanco opalino.
El vidrio THERMEX reduce la transmisión solar lo suficiente para justificar
su clasificación como un vidrio anti-deslumbrante, y al mismo tiempo actúa como
una pantalla eficaz contra el calor radiante, pudiendo usarse con ventaja en
aquellos casos en que hay que evitar un excesivo calentamiento por el sol.
Transmite solamente un 40 % del calor solar incidente, en vez de un 80-90 %
como hace el vidrio ordinario.
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