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Vetro: denominazione di sostanze amorfe omogenee trasparenti allo stato solido ma non cristallino. Fisicamente viene definito come un liquido ad elevata viscosità solidificatosi col raffreddamento. E' costituito da silice SiO2 unita a sali od ossidi di Na o K, soda (fondenti che servono per far fondere la silice ad una minore temperatura) e ad ossidi di Ca, Mg, Ba, allumina, i quali impediscono la devetrificazione. La soda, la cui purezza viene garantita dal metodo Solvay, ha anche il vantaggio di allungare i tempi di solidificazione della massa vetrosa. Una sua maggiore percentuale determina una solidificazione più lenta del vetro. Viceversa, il vetro, con il passare del tempo, porterà in superficie il fondente, opacizzando l'oggetto. Nel composto si ritrovano anche opacizzanti o coloranti. Gli stabilizzanti possono essere sostituiti da ossidi di piombo con l'ottenimento di vetri ad alto indice di rifrazione (vetri al piombo detti cristalli) o da carbonato di calcio. Anche i fondenti possono essere costituiti da anidride fosforica o borica ottenendo vetri di diverso indice di rifrazione ( flint e crown).
Caratteristiche
- Bassi valori di elasticità con conseguente notevole fragilità.
- Elevata trasparenza (la trasmissione della luce dipendente in modo sensibile dalla lunghezza dell'onda incidente) e durezza (5-7 nella scala di Mohs).
- Resistenza agli agenti chimici con l'esclusione dell'acido fluoridrico che aggredisce la silice (la corrosione in presenza di acidi è di 0,05 mm/anno e di 0,3 in presenza di basi).
- Indice di rifrazione 1,5-1,8 con specifici valori per ogni tipo di vetro.
- Sopporta riscaldamenti uniformi e graduali (coefficiente di dilatazione termica compreso tra 5-100 x 10 alla - 70 °C e resistenza agli sbalzi termici inversamente proporzionale al coefficiente di dilatazione).
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- Presenta caratteristiche di bassa conducibilità elettrica (alta resistività elettrica superficiale, fino a 10 alla 17 ohm/cm al quadrato che ne fa un prodotto isolante) e termica.
- E' un buon isolante e, nel vetro in silice, la conducibilità termica è di 1,3 W/m°C.
- Nei vetri normali non avviene alcuna deformazione prima della frattura (resistenza meccanica compresa tra 100-10000 kg/cm al quadrato).
- La densità è in funzione della composizione: da 2,2 g/cm3 per i vetri al silice a 4,8 per quelli al piombo.
- La costante dielettrica relativa è di 8 nei vetri comuni ed è inversamente proporzionale alla temperatura.
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