Introdução ao vidro

Vidro é o nome dado a todos os corpos amorfos obtidos pela redução da temperatura de uma massa fundida, independentemente de sua composição química e da faixa de temperatura de solidificação, os quais, com o aumento gradual da viscosidade, adotam as propriedades mecânicas de um corpo sólido.

O vidro é derretido a uma temperatura entre 1000 e 2000°C.

A estrutura microscópica do vidro se compara à de um líquido em que os constituintes individuais formam uma rede irregular sem uma ordem de longo alcance. Vidro também é o nome dado a uma massa fundida resfriada.

Matérias-primas

  • Sílica (70 a 72%)
  • Cal (10%)
  • Soda (14%)
  • Óxido/alumínio/magnésia (5%)

As substâncias são introduzidas na forma de areia de quartzo, soda e cal. A esta mistura são adicionados 5% de óxidos como o magnésio e o óxido de alumínio. Estes aditivos melhoram as propriedades físicas e químicas do vidro. 

 

gross

Principais Grupos de Vidro

· Vidro de soda-cal

· Vidro de chumbo

· Vidro borossilicato

Principais Produtos de Vidro

· Vidro plano (para aplicações arquitetônicas ou automotivas)

· Recipientes de vidro/tubos de vidro

· Copos especiais

· Fibra de vidro

gross

Processo de Vidro Float

O processo float refere-se ao processo de fabricação do vidro plano. Este processo tornou-se amplamente utilizado na década de 60. A Saint-Gobain instalou sua primeira fábrica equipada com tecnologia float em Pisa, em 1965. A teoria: conforme a lâmina de vidro derretida sai do forno, ela flutua em um banho de estanho líquido. Resultado: o vidro não precisa de polimento ou retificação fina. Ele é cortado diretamente na linha de produção.

As principais características do vidro são a transparência, a resistência ao calor, a resistência à pressão e à quebra e a resistência química.

Propriedades Mecânicas

Densidade
2500 kg/m3

Um painel de vidro de 4 mm de espessura pesa 10kg/m2

Dureza
470 HK

A dureza do vidro float é estabelecida de acordo com a escala de Knoop. A base é o método de teste descrito em DIN 52333 (ISO 9385).

Resistência à compressão
800 - 1000 MPa

A resistência à compressão define a capacidade de um material de resistir a uma carga aplicada verticalmente sobre sua superfície

Módulo de elasticidade
70 000 MPa

O módulo de elasticidade é determinado pelo alongamento elástico de uma barra fina, ou pela flexão de uma barra com uma seção transversal redonda ou retangular.

Resistência à flexão
45 MPa

A resistência à flexão de um material é uma medida de sua resistência durante a deflexão. Ela é determinada por testes de flexão na placa de vidro usando o método de anel duplo de acordo com DIN EN 1288-5.

As principais características do vidro são a transparência, a resistência ao calor, a resistência à pressão e à quebra e a resistência química.

Propriedades Térmicas

Condutividade térmica
0.8W/mK

A condutividade térmica determina a quantidade de calor necessária para fluir através da área da seção transversal da amostra de vidro float em unidade de tempo em um gradiente de temperatura.

Têmpera & Amolecimento
approx. 600°C

Ao contrário dos corpos sólidos de estrutura cristalina, o vidro não tem ponto de fusão definido. Ele se transforma continuamente do estado sólido para um estado plástico viscoso. A faixa de transição é chamada de faixa de transformação e, de acordo com a norma DIN 52324 (ISO 7884), ela se situa entre 520°C e 550°C. A têmpera e a conformação requerem mais 100°C de temperatura.

Calor específico
0.8 J/g/K

O calor específico (em joules) define a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1g de vidro float em 1K. O calor específico do vidro aumenta ligeiramente a temperatura até a faixa de transformação.

Expansão térmica
9.10-6 K-1

Há uma diferença no comportamento de expansão de um corpo sob o efeito do calor entre a expansão linear e a expansão volumétrica. Com corpos sólidos, a expansão volumétrica é três vezes maior que a expansão linear. O coeficiente de temperatura da expansão para o vidro float é determinado de acordo com a norma DIN 52328 e ISO 7991.

As principais características do vidro são a transparência, a resistência ao calor, a resistência à pressão e à quebra e a resistência química.

Faixa de transformação
520 - 550°C

Propriedades Ópticas

O vidro tem vários pontos fortes quanto às propriedades ópticas:

  • Pode ser produzido em painéis grandes e homogêneos
  • Suas propriedades ópticas não são afetadas pelo desgaste
  • É produzido com superfícies perfeitamente planas e paralelas
Índice de refração
n = 1.52

Se a luz de um meio opticamente menos denso (ar) encontra um meio opticamente mais denso (vidro), o raio de luz é dividido nas interfaces de superfície. A medida da deflexão determina o índice de refração. Para o vidro float, este índice de refração é n=1,52.

As principais características do vidro são a transparência, a resistência ao calor, a resistência à pressão e à quebra e a resistência química.

Propriedades técnicas

Resistência química contra

• Água = classe 3 (DIN 52296)

• Ácido = classe 1 (DIN 12116)

• Álcalis = classe 2 (DIN 52322 e ISO 695)

A superfície do vidro é afetada se for exposta por muito tempo a álcalis (e gases de amônia no ar úmido) em altas temperaturas. O vidro float também reagirá a compostos que contêm ácido fluorídrico em condições normais. Eles são usados para tratar superfícies do vidro.

Testes de desgaste

Testes de abrasão

(DIN 52347 e ISO 3537) A dispersão da luz e a transmissão da luz direcionada que atinge a superfície são avaliadas.

Dispersão de luz

o aumento para o vidro float é de aprox. 1% (após 1000 ciclos de abrasão). O aumento permitido da dispersão de luz para vidros de segurança de veículos (para-brisas) é de 2% na Europa (ECE R43) e nos EUA (ANSI Z 26.1).

Processo de escoamento de areia

(DIN 52348 e ISO 7991). Para este teste de abrasão por impacto diagonal, 3 kg de areia com um tamanho de partícula de 0,5/0,71mm são escoados sobre a superfície a ser testada, que fica inclinada a 45° a partir de uma altura de 1600mm. O desgaste é medido pela redução na densidade luminosa (de acordo com a norma DIN 4646 parte 2).

Redução da densidade luminosa

para vidro float é de aprox. 4cd/m2lux.

Resistência à microfissuração

para vidro float é de aprox. 0,12N (teste de resistência a riscos).

Vidro Monolítico Temperado

O processo de têmpera “Securit” foi descoberto nos laboratórios da Saint-Gobain em 1929, no decorrer de pesquisas realizadas a pedido da indústria automobilística. O processo consiste no fortalecimento do vidro por meio de resfriamento muito rápido por jateamento (de 600 a 300 °C em poucos segundos) e é usado na fabricação de vidros automotivos, de construção e vidros especiais. O vidro temperado também é um vidro de segurança. Um impacto violento estilhaça o vidro temperado em muitos fragmentos minúsculos e não cortantes.


Aplicações

Utilizado em todos os vidros, exceto o para-brisa.

Tipo de vidro

Vidro transparente, escurecido e fumê 

Espessura padrão: 3, 4, 5mm

Dados espectrais: Veja na tabela abaixo os valores médios para uma espessura de 3,15mm.

As tolerâncias dependem dos métodos de produção e medição. Para as informações detalhadas e outras espessuras, entre me contato com a Saint-Gobain Sekurit.

TL/RL: Transmissão / reflexão de luz, tipo de luz A, 2°, visão diurna 380-780 nm
TE/RE: Transmissão / reflexão de energia, Parry Moon, massa 2, 280-2500nm 
TIR/RIR: Transmissão / reflexão infravermelha, Parry Moon, massa 2, 780-2500nm
TUV: Transmissão UV, Schulze, ISO 9050, 280-380 nm

Para mais informações sobre o desempenho térmico dos vidros da Saint-Gobain Sekurit, consulte o capítulo: Conforto térmico.

Propriedades físicas e químicas

  • Densidade 2500 kg/m3
  • Dureza 470 HK
  • Módulo de elasticidade 70.000 Mpa
  • Resistência à flexão após a têmpera 100-120 MN/m2
  • Calor específico 0,8 J/g/K
  • Condutividade térmica 0,8 W/mk
  • Coeficiente de temperatura de expansão 9,10-6 K -1

Vidro laminado

Em 1909, o químico francês Edouard Benedictus inventou o vidro laminado e chamou-o de "Triplex". O processo une duas lâminas de vidro usando uma camada intermediária de plástico transparente, produzindo um vidro de segurança. Se o vidro for quebrado por um impacto, a camada intermediária de plástico retém os fragmentos. Este processo é usado no para-brisas de automóveis, mas também pode ser aplicado nos vidros laterais laminados, no vidro traseiro laminado e no teto.

Aplicações obrigatórias para para-brisas e disponíveis para o restante do carro. Caso for atingido ou impactado, o vidro racha na forma de uma teia de aranha.

 

gross

Propriedades do material

  • Dureza 470 HK
  • Índice de refração 1,52
  • Resistência à temperatura Pelo menos 96 Horas a 90°C

De modo mais geral, todos os vidros laminados atendem todos os requisitos legais e do OEM relativos à durabilidade contra o calor, UV, umidade,.... 

Processo de fabricação do vidro laminado

Os vidros automotivos são geralmente feitos de vidro laminado para o para-brisas e vidro temperado para os vidros laterais e o vidro traseiro. Vidros laminados também podem ser usados para os vidros laterais e o vidro traseiro, principalmente para melhorar a segurança e proteção.