Il stato vitreo si verifica in corpi che hanno subito un rapido ordinamento molecolare per assumere posizioni definite, generalmente a causa del rapido raffreddamento. Questi corpi hanno un aspetto solido con un certo grado di durezza e rigidità, sebbene sotto l'applicazione di forze esterne si deformino generalmente elasticamente..
Il vetro, da non confondere con il vetro, viene utilizzato nella fabbricazione di finestre, lenti, bottiglie, ecc. In generale ha innumerevoli applicazioni, sia per la vita domestica che per la ricerca e la tecnologia; da qui la sua importanza e l'importanza di conoscerne le proprietà e le caratteristiche.
D'altra parte, è importante capire che esistono diversi tipi di vetro, sia di origine naturale che artificiale. Per quanto riguarda quest'ultimo, le diverse tipologie di vetro spesso rispondono a diverse esigenze..
Pertanto, è possibile ottenere vetri che soddisfano determinate proprietà per soddisfare determinate esigenze tecnologiche o industriali..
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Per quanto riguarda le loro caratteristiche ottiche, questi corpi vitrei sono isotropi (cioè le loro proprietà fisiche non dipendono dalla direzione) e trasparenti alla radiazione più visibile, allo stesso modo dei liquidi..
Lo stato vitreo è generalmente considerato come un altro stato della materia oltre i tre stati comunemente noti, come liquido, gas e solido, o quelli nuovi che sono stati scoperti negli ultimi decenni, come il plasma o il condensato di Bose..
Tuttavia, alcuni ricercatori capiscono che lo stato vetroso è il risultato di un liquido sottoraffreddato o di un liquido con una viscosità così elevata che finisce per conferirgli un aspetto solido senza essere effettivamente uno..
Per questi ricercatori, lo stato vitreo non sarebbe un nuovo stato della materia, ma piuttosto una forma diversa in cui appare lo stato liquido..
In definitiva, quello che sembra abbastanza certo è che i corpi allo stato vetroso non mostrano un certo ordinamento interno, contrariamente a quanto accade con i solidi cristallini..
Tuttavia, è anche vero che in molte occasioni si apprezza quello che viene chiamato un disordine ordinato. Si osservano alcuni gruppi ordinati organizzati spazialmente in modo totalmente o parzialmente casuale.
Come accennato in precedenza, il vetro può essere di origine naturale o artificiale. Un esempio di corpo vitreo di origine naturale è l'ossidiana, che viene creata dal calore presente all'interno dei vulcani..
D'altra parte, sia le sostanze di origine organica che le sostanze inorganiche possono acquisire uno stato vitreo. Alcune di queste sostanze sono:
- Diversi elementi chimici, come Se, Si, Pt-Pd, Au-Si, Cu-Au.
- Vari ossidi, come SiODue, PDueO5, BDueO3 e alcune delle sue combinazioni.
- Diversi composti chimici, come GeSeDue, AssoDueS3, PDueS3, PbClDue, BeFDue, AgI.
- Polimeri organici, come poliammidi, glicoli, polietileni o polistireni e zuccheri, tra gli altri.
Tra gli occhiali più comuni che si possono trovare, vanno evidenziati i seguenti:
La silice è un ossido di silicio, di cui in generale il più noto è il quarzo. In generale, la silice è una componente fondamentale del vetro.
Nel caso del quarzo, un vetro di quarzo può essere ottenuto riscaldandolo fino al suo punto di fusione (che è 1723 ºC) e procedendo a raffreddarlo rapidamente..
Il vetro al quarzo ha un'eccellente resistenza agli shock termici e può essere immerso nell'acqua quando è rovente. Tuttavia, la sua alta temperatura di fusione e la sua viscosità rendono difficile lavorare con questo.
Questo vetro al quarzo trova applicazione sia nella ricerca scientifica che in una moltitudine di applicazioni per la casa.
La sua fabbricazione è dovuta al fatto che offre proprietà simili a quelle del vetro al quarzo, anche se i vetri in silicato di sodio sono molto più economici poiché per produrli non è necessario raggiungere temperature elevate come nel caso dei vetri al quarzo..
Oltre al sodio, nel processo di produzione vengono aggiunti altri metalli alcalino terrosi per conferire al vetro alcune proprietà particolari, come la resistenza meccanica, la non reattività contro gli agenti chimici a temperatura ambiente (specialmente contro l'acqua), tra le altre..
Allo stesso modo, con l'aggiunta di questi elementi, si cerca anche di preservare la trasparenza alla luce.
In termini generali, le proprietà del vetro sono legate sia alla natura, sia alle materie prime utilizzate per ottenerlo, sia alla composizione chimica del prodotto finale ottenuto..
La composizione chimica è solitamente espressa come percentuali in massa degli ossidi più stabili a temperatura ambiente degli elementi chimici che lo compongono..
In ogni caso, alcune proprietà generali del vetro sono che non perde le sue proprietà ottiche nel tempo, che è facilmente malleabile durante il processo di fusione, che il suo colore dipende dai materiali che gli vengono aggiunti nel processo di fusione e che sono facilmente riciclabili.
Il vetro ha la capacità di riflettere, rifrangere e trasmettere la luce, grazie alle sue proprietà ottiche, senza disperderla. Il vetro comune ha un indice di rifrazione di 1,5 che può essere modificato con diversi additivi.
Allo stesso modo, il vetro ordinario è resistente alla corrosione e la sua resistenza alla trazione è di 7 megapascal. Inoltre, il colore del vetro può essere modificato aggiungendo diversi additivi..
Un importante vantaggio del vetro rispetto ad altri materiali è sia la sua facilità di riciclaggio che la sua capacità di riciclaggio illimitata, poiché non vi è alcun limite al numero di volte in cui lo stesso materiale vetroso può essere riciclato..
Inoltre, nella produzione di vetro riciclato, i risparmi energetici sono dell'ordine del 30% rispetto al costo energetico della sua fabbricazione da materie prime. Questo risparmio energetico, insieme al risparmio di materie prime, significa in ultima analisi anche un notevole risparmio economico..
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