Obtención del vidrio

Para la obtención del vidrio se necesita una materia básica prima fundamental y es el Silicio, este es obtenido por rocas magmáticas. Las rocas magmaticas están compuestas por Cuarzo  y Fedelpato. Este ultimo, es un silicato de aluminio que se encuentra siempre en elementos alcalinos y contiene sílice y alúmina que se disgregan químicamente para mostrar su forma gel, es decir, se forma el gel de Sílice y Alúmina. El gel de ambos se concentra para dar formación a los minerales de Sílice y Alúmina, que son conocidos como minerales arcillosos.

Al separarse el feldespato  queda libre el Cuarzo, pero no experimenta un cambio químico, aun así, se obtiene lo que se conoce como arena. El sílice se encuentra en forma de cuarzo en la naturaleza y muestra la siguiente conformación cristalina:

En estos tetraedros, se produce una afinidad intermolecular, esto justifica la elevada t° que se necesita para fundir el Cuarzo, si este es fundido se produce un fluido de alta viscosidad. Si una vez, fundido el Cuarzo este se vuelve a solidificar los tetraedros se mantienen ordenados mientras que con la estructura no ocurre lo mismo. Esta situación o estado se conoce como estado VITREO. En la siguiente figura se pueden comparar la estructura del cuarzo (ordenado) y del estado vítreo (desordenado).

A partir de esto se formulan dos de los inconvenientes principales a la hora de obtener el vidrio:

• La temperatura de fusión llega a ser de 1800-2000ºC por lo que desde el punto de vista energético y de resistencia de los materiales es un inconveniente importante.
• La alta viscosidad del sílice fundido complica su moldeo y manipulación

A tenor de lo mencionado, el objetivo es disminuir el punto de fusión y la viscosidad. Para ello, como primera medida se añaden óxidos alcalinos (principalmente de sodio) que se introducen entre los enlaces de oxígeno de la red cristalina. Al meter estos compuestos disminuyen tanto la temperatura de fusión como la viscosidad pero al mismo tiempo la resistencia química es menor. Para evitar que esto ocurra se introduce óxido cálcico que aumenta la resistencia química.

Dicho esto la composición base del vidrio seria la siguiente: 75% SiO2, 15% Na2O y 10% CaO.  Una vez introducidos estos componentes la estructura varía significativamente, como se puede ver a continuación: