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Vidrio inteligente ¿cómo funciona?
ResumenAquí informamos por primera vez de un trozo de vidrio antiguo K2O-PbO-SiO2 opacado por dendritas de fluorita con antecedentes arqueológicos. Este trozo de vidrio fue excavado en el naufragio del Nanhai I, un barco mercante que se dirigía al sudeste asiático, pero que se hundió cerca de Yangjiang, en la provincia de Guangdong. Se utilizaron análisis de microscopía electrónica de barrido con espectroscopia de dispersión de energía, difracción de rayos X y espectroscopia Raman para identificar la matriz de vidrio y los cristales dendríticos de fluorita que contiene. La característica elemental coincide con el sistema de vidrio K2O-PbO-SiO2 predominante durante las dinastías Tang y Song. Sin embargo, la presencia de dendritas de fluorita con casi ningún elemento Na, Al y P sugiere fuertemente una conclusión sorprendente de que la fluorita ya se utilizó como agente opacificante hace unos 800 años. Además, mediante la replicación de muestras de vidrio con composiciones similares a la antigua, se sugiere que se pueden obtener dendritas de fluorita con un tamaño similar cuando se cuece a unos 1000-1050 °C y se enfría dentro del horno. Sobre la base de los diferentes resultados del crecimiento de los cristales de las dos estrategias de enfriamiento y la presencia de la gran dendrita inalterada, se infiere que el vaso de vidrio original fue probablemente fabricado mediante la técnica de fundición a presión en lugar de la de soplado.
País del vidrio inteligente
ResumenEl objetivo del estudio es comprender cómo se obtuvieron los cristales opacos de antimonatos a lo largo de la historia. En este trabajo se estudian dos producciones arqueológicas de vidrio opacificado con antimonatos de calcio y plomo, con el fin de redescubrir las antiguas tecnologías del vidrio opaco: Las teselas de mosaico romanas (s. I a.C.-s. IV d.C.) y el vidrio de lampistería de Nevers (s. XVIII d.C.). El examen fino de las fases cristalinas y de la matriz vítrea se lleva a cabo mediante técnicas diversas y complementarias. Los resultados se comparan con una producción moderna de referencia, cuyo proceso tecnológico es bien conocido. Demostramos que los opacificantes de Ca-antimonate en las teselas de mosaico romanas, así como en el vidrio para lámparas de Nevers, se obtuvieron por cristalización in situ. Sin embargo, el vidrio romano y el de Nevers habrían sufrido procesos de cocción diferentes. Proponemos que la adición de cristales previamente sintetizados o el uso de “anime” podría ser el proceso utilizado para la obtención de vidrios opacificados con Pb-antimonio, para ambas producciones estudiadas. Demostramos que las concentraciones de CaO, PbO y Sb2O3 en las composiciones bulk y en las matrices, y su evolución con la relación de cristalinidad, ofrecen criterios robustos para la distinción del proceso de opacificación utilizado. Además, las diferentes estructuras cristalinas ayudan a proporcionar información sobre las condiciones experimentales.
Vidrio inteligente
Es un aditivo de esmalte que imparte opacidad, transformando un esmalte que de otro modo sería transparente en uno opaco. Los opacificantes más comunes son el óxido de estaño y los compuestos de circón. Los opacificantes suelen actuar simplemente no disolviéndose en la masa fundida, por lo que las partículas blancas en suspensión reflejan y dispersan la luz. Dado que no participan en la química de la masa fundida, en lugar de incluirse en los cálculos químicos, suelen racionalizarse a nivel de receta (su efecto sobre la expansión térmica, el desarrollo de los colores y la dureza del esmalte son factores obvios).
Otro mecanismo de opacidad es la cristalización, que puede producirse cuando un ingrediente cristalizador está sobresaturado en la mezcla (por ejemplo, el TiO2) o cuando se enfría lentamente un esmalte para favorecer la cristalización de óxidos menos saturados que cristalizan fácilmente (por ejemplo, el azul de boro). Este mecanismo es más probable que produzca un vidrio que marque los cubiertos.
Los esmaltes opacos pueden ser más susceptibles de marcar los cubiertos. Esto puede deberse a que el esmalte simplemente no se funde hasta conseguir una superficie tan lisa debido a la adición de opacificante refractario, o puede ocurrir porque los bordes afilados y dentados de las pequeñas partículas sobresalen de la superficie.
Vidrio inteligente esmerilado
Las muestras se recubrieron con OPACI-COAT-300®, un elastómero de silicona de base acuosa, o con OPACI-COAT-500®, un elastómero de silicona con un 100% de sólidos. Todos los revestimientos se aplicaron en el lado del aire de la probeta. Se ensayaron un total de 193 muestras. Todos los revestimientos eran de color negro. OPACI-COAT-300® se aplicó mediante una pistola de pulverización con un espesor de película húmeda (WFT) de 330 μm (13 mils). OPACI-COAT-500® se aplicó mediante una capa de rodillo con un espesor de película húmeda de 150 μm (6 mils).Las probetas se ensayaron en flexión de cuatro puntos utilizando una máquina MTS para proporcionar carga a un ritmo uniformemente creciente según la norma ASTM C 1161-13 (ASTM, 2013). La máquina MTS fue certificada por la Asociación Americana de Acreditación de Laboratorios (ASLA Cert. No. 11455.01) para la base de las normas internacionales ISO/IEC 17025 para laboratorios de calibración. Durante la carga, un sistema de adquisición de datos (DAQ) capturó el historial de carga-tiempo desde el inicio de la carga hasta la fractura de cada espécimen. El historial de carga-tiempo de cada espécimen se convirtió en una carga de fractura equivalente de tres segundos (P3) utilizando la teoría tradicional de la viga para calcular las tensiones de fallo equivalentes (s) junto con el modelo de predicción de fallos (Beason, 1980) utilizando la ecuación 1: