Las arenas v\u00edtreas utilizadas para fabricar vidrios con alto contenido en al\u00famina suelen contener bajos porcentajes de magnesia. Esta arena mineral puede proceder de yacimientos de tipo rocoso o de fuentes naturales sin refinar, y debe permanecer as\u00ed durante toda la producci\u00f3n.<\/p>\n
El an\u00e1lisis SEM-EDS de la muestra de vidrio verde JXL09 revel\u00f3 inclusiones rojas que conten\u00edan cristales de barita, as\u00ed como un enriquecimiento en Cu, Fe y S, lo que sugiere que contiene materias primas sulf\u00eddicas de cobre-hierro.<\/p>\n
El vidrio de al\u00famina es un vidrio de \u00f3xido de aluminio con numerosas propiedades \u00fanicas que lo hacen muy apreciado en aplicaciones que requieren solidez, resistencia qu\u00edmica y t\u00e9rmica, transparencia \u00f3ptica y baja conductividad el\u00e9ctrica. La al\u00famina se utiliza mucho en ventanas de aviones y autom\u00f3viles, as\u00ed como en dispositivos de visi\u00f3n nocturna y conos de ojiva de misiles t\u00e9rmicos. Adem\u00e1s, la al\u00famina presenta una baja conductividad el\u00e9ctrica, coeficiente de dilataci\u00f3n y dureza (la m\u00e1s alta en la escala de Mohs).<\/p>\n
Los yacimientos arqueol\u00f3gicos del sur de Asia han proporcionado numerosos ejemplos de vasos fabricados con composiciones ricas en al\u00famina. El an\u00e1lisis de la composici\u00f3n indica que estos vasos se fabricaron siguiendo recetas con una larga historia en esta regi\u00f3n; sin embargo, se desconoce si sus recetas individuales se originaron all\u00ed o se adoptaron de otros lugares en un grupo m\u00e1s amplio de recetas.<\/p>\n
La al\u00famina mejora la temperatura de transici\u00f3n v\u00edtrea, la densidad y la durabilidad qu\u00edmica del vidrio s\u00f3dico-c\u00e1lcico-s\u00edlice aumentando su temperatura de transici\u00f3n v\u00edtrea, su densidad y su durabilidad qu\u00edmica. La al\u00famina tambi\u00e9n reduce la formaci\u00f3n de nubes de azul de boro y detiene su oxidaci\u00f3n por part\u00edculas de \u00f3xido de s\u00edlice. El vidrio de al\u00famina ofrece muchas ventajas con respecto a los vidrios aislantes y decorativos tradicionales, como una mayor resistencia, puntos de fusi\u00f3n m\u00e1s altos, niveles de conductividad el\u00e9ctrica m\u00e1s bajos, \u00edndices de coeficiente de dilataci\u00f3n m\u00e1s bajos y excelentes propiedades de resistencia a la corrosi\u00f3n.<\/p>\n
La microestructura del vidrio de al\u00famina var\u00eda con su nivel de calcinaci\u00f3n. Las muestras sin calcinar presentan una red de cristales y algunos huecos; cuando se calientan a temperaturas que hacen que la cristalizaci\u00f3n de la superficie aumente m\u00e1s que en el vidrio convencional; en GS028, por ejemplo, puede observarse \u00f3xido de plomo y esta\u00f1o agrupado junto a part\u00edculas de aluminosilicato de sodio y sodalita; en otras muestras con part\u00edculas adicionales que contienen al\u00famina, la cristalizaci\u00f3n de la superficie aumenta dr\u00e1sticamente, mientras que los cristales tienden a tener en general dimensiones m\u00e1s peque\u00f1as que las muestras de vidrio convencional.<\/p>\n
Las inclusiones de sulfuro de cobre y \u00f3xido de cobre en bruto encontradas en vidrios que contienen al\u00famina son realmente misteriosas, lo que sugiere que posiblemente se introdujeron a trav\u00e9s de la cofusi\u00f3n de cobre ox\u00eddico y sulf\u00eddico, aunque probablemente los artesanos habr\u00edan tenido que realizar largos y tediosos esfuerzos para limpiar los grumos mates de los mismos antes de que pudieran haber entrado las inclusiones.<\/p>\n
El \u00f3xido de aluminio (g-Al2O3) que se encuentra en el vidrio de al\u00famina tiene muchas caracter\u00edsticas \u00fanicas y ventajosas, como su alto punto de fusi\u00f3n y estabilidad t\u00e9rmica, que lo hacen adecuado para aplicaciones en refractarios cer\u00e1micos, materiales de pulido y aplicaciones abrasivas. Adem\u00e1s, este componente se utiliza en la industria como retardante del fuego\/supresor de humos y como materia prima esencial en la producci\u00f3n de al\u00famina y de muchas aleaciones especiales.<\/p>\n
La microestructura de las cer\u00e1micas de CV con infiltraci\u00f3n de vidrio de al\u00famina var\u00eda significativamente de unas muestras a otras. En general, tienden a ser granulares, con presencia de peque\u00f1os cristales de al\u00famina y granos de feldespato. Sin embargo, las muestras GS028 y GS022 presentan cristales m\u00e1s grandes que tienen una forma igual con algunas muestras que incluso muestran signos de descomposici\u00f3n incompleta del calco de esta\u00f1o en cristales c\u00fabicos de \u00f3xido de esta\u00f1o presentes como cristales aciculares de \u00f3xido de esta\u00f1o de plomo que se han formado. Estos granos est\u00e1n entonces encerrados dentro de una matriz blanda de silicato blanco compuesta de matriz de aluminosilicato de sodio.<\/p>\n
Esta matriz presenta un bajo nivel de magnesia (1,5 peso%), lo que sugiere que la arena utilizada para la fabricaci\u00f3n de vidrio se obtuvo a partir de fuentes minerales como el cuarzo o la plagioclasa miembros finales de feldespato, as\u00ed como al\u00famina; la evidencia de esta hip\u00f3tesis incluye el gran porcentaje de feldespatos alcalinos encontrados dentro de sus muestras, as\u00ed como cantidades variables de plagioclasa y cuarzo presentes.<\/p>\n
Los experimentos realizados mediante DRX y difracci\u00f3n de neutrones revelan que el g-Al2O3 presenta una estructura cristalina con un punto de fusi\u00f3n y una estabilidad de temperatura elevados, junto con un pico agudo inusual a 1,52 A-1 que corresponde a pseudoplanos de Bragg que se generan a lo largo de un vac\u00edo; esto difiere en gran medida de los \u00f3xidos formadores de vidrio comunes, ya que demuestra que esta receta crea vidrios estructuralmente distintos.<\/p>\n
Los resultados de esta investigaci\u00f3n demuestran que la cer\u00e1mica de al\u00famina infiltrada en vidrio se fabric\u00f3 siguiendo una receta innovadora e hist\u00f3ricamente significativa, que difer\u00eda significativamente de las recetas tradicionales de vidrio arqueol\u00f3gico en cuanto a su modificaci\u00f3n para reducir los problemas de enturbiamiento asociados a los vidrios con alto contenido en al\u00famina.<\/p>\n
La al\u00famina es un elemento clave en los productos de vidrio a prueba de balas debido a su resistencia superior a la presi\u00f3n y a su dureza, lo que la convierte en un material esencial en cer\u00e1micas t\u00e9cnicas o avanzadas dise\u00f1adas para entornos extremos, con requisitos de estabilidad t\u00e9rmica as\u00ed como requisitos de resistencia al desgaste mejorada. El polvo de al\u00famina tambi\u00e9n puede mezclarse con otros materiales para fabricar productos \u00fanicos de vidrio o cer\u00e1mica de diversos colores, formas y tama\u00f1os, as\u00ed como a\u00f1adirse a diversos procesos de fabricaci\u00f3n de vidrio, como los procesos de producci\u00f3n de vidrio de aluminosilicato, famosos por su extrema resistencia qu\u00edmica y t\u00e9rmica.<\/p>\n
La al\u00famina se encuentra en numerosas aplicaciones industriales, desde refractarios y cer\u00e1micas hasta productos de pulido y abrasivos. La al\u00famina tambi\u00e9n es un ingrediente importante de los retardantes del fuego y los supresores de humos, as\u00ed como de dispositivos m\u00e9dicos y aplicaciones automovil\u00edsticas y aeroespaciales. Adem\u00e1s, por sus propiedades de solidez y resistencia a la corrosi\u00f3n, suele combinarse con materiales como la s\u00edlice o la cal para obtener propiedades \u00f3ptimas en determinadas aplicaciones.<\/p>\n
Los investigadores est\u00e1n realizando estudios para mejorar la ductilidad de la al\u00famina cre\u00e1ndola en su estado original, amorfo, en lugar de en forma cristalina. Sus investigaciones revelaron que esta forma permite la deformaci\u00f3n a temperatura ambiente en comparaci\u00f3n con los vidrios de \u00f3xido monocomponente, que no presentan esta caracter\u00edstica. Sus investigaciones sugieren que la deposici\u00f3n por l\u00e1ser pulsado puede utilizarse para fabricar esta forma, en la que se forma una pel\u00edcula amorfa antes de enfriarse r\u00e1pidamente tras su creaci\u00f3n.<\/p>\n
El enfriamiento r\u00e1pido permite que los enlaces moleculares se relajen y se reformen cuando se estiran, dispersando las tensiones mec\u00e1nicas en lugar de concentrarlas en puntos puntuales, lo que evita que aparezcan grietas pronunciadas. Este tipo de ductilidad se asemeja m\u00e1s a la de la cer\u00e1mica que a la de los productos t\u00edpicos del vidrio.<\/p>\n
Una forma de aumentar la ductilidad de la al\u00famina es a\u00f1adir otros minerales a la matriz del vidrio. El vidrio aluminosilicato, por ejemplo, combina 57-60% de s\u00edlice (SiO2) con 16-20% de \u00f3xido de aluminio (Al2O3), 5-7% de \u00f3xido de calcio (CaO), 6-12% de \u00f3xido de magnesio (MgO) y tri\u00f3xido de boro (B2O3); este tipo es conocido por ser resistente a los ara\u00f1azos en los dispositivos m\u00f3viles.<\/p>\n
Para producir vidrio de al\u00famina, el polvo de al\u00famina debe granularse primero con alcohol polivin\u00edlico como aglutinante para formar un cuerpo verde f\u00e1cilmente moldeable. Una vez formados, estos gr\u00e1nulos pueden seguir proces\u00e1ndose y moldearse para obtener diversos productos de vidrio y cer\u00e1mica mediante t\u00e9cnicas de prensado en seco, extrusi\u00f3n, fundici\u00f3n por inyecci\u00f3n o prensado isost\u00e1tico en caliente.<\/p>\n
Como su nombre indica, el vidrio aluminoso comienza con \u00f3xido de aluminio (Al2O3) o, m\u00e1s com\u00fanmente, \"al\u00famina\". Los productores de aluminio metal extraen este mineral de la Tierra antes de transformarlo en polvo blanco que se utiliza para fabricar vidrio. Pero a diferencia de los vidrios a base de s\u00edlice, como los producidos con polvos de s\u00edlice, la al\u00famina no posee las propiedades de ductilidad necesarias para determinadas aplicaciones: los investigadores han informado de que s\u00f3lo se deforma en condiciones espec\u00edficas, como velocidades de enfriamiento r\u00e1pidas o cuando se expone a cargas extremas.<\/p>\n
Erkka Frankberg, de la Universidad Tecnol\u00f3gica de Tampere (Finlandia), dirigi\u00f3 un equipo cuyo objetivo era superar este obst\u00e1culo. Para ello, utilizaron un enfoque consistente en modelado atom\u00edstico, mediciones experimentales y simulaciones de din\u00e1mica molecular con el fin de producir pel\u00edculas microsc\u00f3picas de al\u00famina que permitieran una deformaci\u00f3n pl\u00e1stica sin restricciones.<\/p>\n
Los cient\u00edficos pulverizaron polvo de al\u00famina sobre perlas de vidrio y luego las calentaron a temperaturas justo por encima de su temperatura de transici\u00f3n v\u00edtrea pero por debajo del punto de cristalizaci\u00f3n. Dejaron que las perlas se enfriaran r\u00e1pidamente antes de realizar en ellas an\u00e1lisis como la difracci\u00f3n de rayos X y el an\u00e1lisis t\u00e9rmico diferencial. Sus experimentos revelaron que los vidrios de al\u00famina pod\u00edan estirarse hasta 8% antes de romperse, lo que es significativamente mayor que el estiramiento t\u00edpico de la s\u00edlice de 2-2% y la compresi\u00f3n de 4- 40% antes de romperse.<\/p>\n
El equipo de Frankberg examin\u00f3 la microestructura del vidrio de al\u00famina. Observaron su red de mol\u00e9culas at\u00f3micamente unidas y sin defectos, que permit\u00eda una f\u00e1cil conmutaci\u00f3n cuando se somet\u00eda a tensi\u00f3n. Por el contrario, el vidrio de s\u00edlice tiene m\u00e1s huecos dentro de su estructura at\u00f3mica, lo que restringe su capacidad de deformaci\u00f3n.<\/p>\n
Los cient\u00edficos dise\u00f1aron vidrio de al\u00famina con \u00f3xidos de tungsteno y tantalio, elementos raros, para producir propiedades \u00fanicas como conductividad el\u00e9ctrica y resistencia a ataques qu\u00edmicos, alta resistencia y dureza extrema (escala de 9 Mohs).<\/p>\n
El equipo de investigadores a\u00fan no ha desarrollado un proceso eficaz para producir vidrio de al\u00famina de calidad comercial; sin embargo, siguen siendo optimistas respecto a su potencial. Sus pr\u00f3ximos pasos consisten en seguir estudiando las causas de su funcionamiento antes de aplicar lo que saben al desarrollo de otros tipos de vidrio con propiedades \u00fatiles.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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