Vidros Definição e Historia

Como podemos definir os vidros? O vidro é um material sólido ou líquido? Essa pergunta, que tem sido discutida nas últimas décadas por especialistas da área.

        No artigo do Edgar Zanotto ele fala de como as definições conhecidas apresentam erros graves, pois muitas delas tentam definir o vidro como um líquido ou, mais tipicamente como um sólido. Entretanto ele ressalta em seu artigo como essas definições não fala da verdadeira complexidade do estado vítreo, ele fala que o vidro combina características de líquidos e sólidos e também traz ao longo de suas próprias características únicas.

        O vidro certamente parece ser sólido numa escala típica de tempo de observação: tem rigidez mecânica e elasticidade, e pode ser riscado e até mesmo fraturado, apenas como um sólido. No entanto, ao contrário de um sólido, um vidro exibe fluxo viscoso e continuamente relaxa em direção ao estado líquido super-resfriada. Esse comportamento de fluxo viscoso é mais parecido com o estado líquido. Na verdade, a estrutura de um vidro é conhecida semelhante ao do seu líquido super-resfriado correspondente, que faz sentido, dado que a maioria dos vidros é formada por resfriamento de um fundido. No entanto, os vidros também têm propriedades exclusivas do estado vítreo devido à sua natureza não-equilíbrio e não-ergódica (congelada).

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Nessa imagem mostra um cristal (sólido), um sólido amorfo e um vidro na escala de tempo humano e seus destinos finais em uma escala de tempo infinita.

Diferença entre solido cristalino, um solido amorfo e vidro:

        Um solido cristalino manterá sua estrutura interna e configuração externa mesmo em infinitamente longo escalas de tempo, pois suas estruturas atômicas de já estão configurado em um arranjo termodinamicamente estável; outras configurações não estão disponíveis para o mesmo estado energético.

        Um sólido amorfo pode ser capaz de recristalizar via difusão atômica em uma escala de tempo suficientemente longa, mas ela não exibirá fluxo viscoso

        Os vidros, por outro lado, não vão parar de relaxar e fluir até eles molham o substrato, ou seja, até um ângulo de molhamento de equilíbrio, que é determinado pelas energias interfacial líquida / sólida e líquida / atm, é alcançado.

Definições dos vidros:  - “O vidro é um estado fora do equilíbrio termodinâmico (estado em que os equilíbrios térmico, químico e mecânico ocorrem simultaneamente) e não cristalino da matéria, que parece sólido em uma curta escala de tempo, mas que relaxa continuamente em direção ao estado líquido”. (Zanotto).

- "O vidro é um estado fora do equilíbrio termodinâmico, não cristalino da matéria condensada, que exibe uma transição vítrea. As estruturas dos vidros são semelhantes às dos seus líquidos super-resfriados (LSR) e relaxam espontaneamente em direção ao estado de LSR. Seu destino final, para tempos infinitamente longos, é cristalizar". (Zanotto).

Mas e as vitroceramicas? As vitrocerâmicas podem ser definidas como: - “Um sólido, policristalinos obtido através da cristalização controlada do vidro”.

Para uma compreensão melhor sobre essas definições vou falar um pouco sobre a transição vítrea e depois da cristalização controlada do vidro.

Transição vítrea: Na transição vítrea ocorre variação de algumas propriedades físicas ou termodinâmica de um liquido que é resfriado. Ocorre variação do volume especifico, do coeficiente de dilatação, a entalpia e a viscosidade.

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(Liquid): em temperaturas muito elevadas, acima do ponto de fusão (Tm), os líquidos termodinamicamente estáveis ​​(L). Eles nunca irão se cristalizar nessas temperaturas. O equilíbrio é estabelecido rapidamente devido a sua baixa viscosidade. Possui um volume grande. O liquido é resfriado a certa taxa até atingir a temperatura abaixo do ponto de fusão, tendo um liquido super-resfriado.