Estudio y caracterización de la fase vítrea en muestras de vidrio colombiano

Study and Characterization of Vitreous Phase in Colombian Glass Samples

En este artículo se estudian y analizan las propiedades físicas superficiales en muestras de vidrio plano colombiano, específicamente de vidrio sodo-cálcico, por medio de técnicas experimentales como microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía de fuerza atómica (AFM) y análisis térmico diferencial (DTA). Con SEM se detectaron incrustaciones superficiales de Ti y Co y de infundidos cuyo análisis químico indicó que en más del 92% corresponden a SiO₂. La rugosidad microscópica, analizada mediante AFM, se relacionó con el tiempo de envejecimiento de la muestra. Se observó la influencia de cemento diluido sobre las propiedades de la superficie. El análisis termodiferencial (DTA) permitió detectar cambios relacionados con la absorción de agua molecular y, a altas temperaturas, la eliminación de agua ligada.

1. INTRODUCCIÓN

Además del papel que ha desempeñado en la vi-da cotidiana, el vidrio ha tenido una trascendentalparticipación en el desarrollo de la tecnología y denuestra concepción de la naturaleza. La variedad deusos que se le ha encontrado está limitada solamentepor la capacidad y el ingenio del hombre; su versatili-dad es difícilmente sustituible, por lo que su estudiose vuelve más interesante.

La composición y ciertas propiedades físicas dela superficie del vidrio difieren, en la mayoría de loscasos, de las del material en bloque. Dicha diferen-cia es, sin duda, consecuencia de la interacción de lasuperficie del vidrio original con el medio ambienteque lo rodea, lo cual genera una serie de reacciones,determinadas por variables (historia térmica, tiempode envejecimiento, etc.) que caracterizarán finalmen-te la superficie formada.

Los cambios morfológicos superficiales sufridosen el vidrio sodo-cálcico se evalúan mediante micros-copía de fuerza atómica, en función de la edad de lasmuestras. Los resultados indican un deterioro progre-sivo, pues en el nivel microscópico se presenta unatopografía notablemente alterada por pequeñas in-crustaciones de elementos como infundidos de SiO₂,y por la acción de agentes presentes en el medioambiente del vidrio, en particular de la humedad.La superficie del vidrio sodo-cálcico común mues-tra una rugosidad media de hasta 18.1 Å  en la caramás expuesta a la atmósfera exterior. Esta rugosi-dad se incrementa apreciablemente con el tiempo deenvejecimiento de la muestra vítrea.

La identificación de la composición química delas incrustaciones superficiales se efectuó mediantetécnicas de SEM y EDAX, que evidenciaron infun-didos de sílice, los cuales, debido a su tamaño y a suescasa concentración, prácticamente no alteran laspropiedades macroscópicas de los vidrios.