PROPRIETA’ DEL VETRO E RUOLO DEGLI OSSIDI COSTITUENTI



SOMMARIO

L'applicazione CalcComp

Cos’è il vetro?

Proprietà dei vetri
   Viscosità
   Resistenza Chimica
   Coefficiente di dilatazione
   Resistività elettrica ad alta temperatura

Materie prime e influenza degli ossidi sulle proprietà chimico-fisiche
   Vetrificanti
      Silice
      Anidride borica
   Stabilizzanti
      Ossido di calcio
      Ossido di magnesio
      Ossido di bario
      Allumina
      Ossido di piombo
   Fondenti
      Ossido di sodio
      Ossido di potassio
      Ossido di litio




1. Cos’è il vetro?
Il termine vetro viene usato convenzionalmente per descrivere uno stato della materia. Questo stato, noto altrimenti come “stato vetroso”, è quello che si realizza allorché un liquido sottoposto a raffreddamento incrementa a tal punto la propria viscosità che pur rimanendo formalmente un liquido acquista apparentemente le proprietà fisiche di un solido.
Il vetro è una sostanza allo stato solido amorfo, cioè un materiale rigido costituito di unità strutturali non organizzate secondo l’ordine geometrico tipico dello stato cristallino. A differenza dei solidi cristallini, per un vetro non si parla di temperatura di fusione o di solidificazione ma di un intervallo di temperature, chiamato intervallo di trasformazione, in cui avviene la solidificazione. La temperatura alla quale la massa fusa solidifica, detta temperatura di transizione vetrosa, dipende dalla composizione chimica del fuso vetroso e dalla velocità di raffreddamento.

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2. Proprietà dei vetri
   2.1 Viscosità
La viscosità è probabilmente la più importante proprietà di un vetro. La stessa formazione dello stato vetroso dipende dal fatto di possedere una certa viscosità ad una determinata temperatura, così come la capacità di dare forma ad una massa vetrosa e di poterla lavorare convenientemente dipendono esclusivamente dalla viscosità e dalla temperatura in quel momento.
La viscosità dinamica, h, è una grandezza che descrive la resistenza opposta da un liquido allo scorrimento sotto l’azione di una forza e varia in un intervallo molto ampio in funzione della temperatura. La sua unità di misura è il dPa x s o poise e la legge che lega la viscosità alla temperatura è:


dove A, B e T0 sono delle costanti e T è la temperatura.
Dal punto di vista pratico, la viscosità è importante in tutte le fasi della produzione di vetro.
Durante la fase di fusione è essenziale omogeneizzare il fuso e permettere l’eliminazione delle bolle (affinaggio) formatesi per decomposizione della miscela. L’efficienza di entrambi i processi (omogeneizzazione ed affinaggio) aumenta al diminuire della viscosità ed è pertanto consuetudine fondere il vetro in un range di viscosità attorno ai 100 poises (punto di fusione, log h = 2).
Per la grande maggioranza dei vetri commerciali sodico-calcici a questa viscosità corrisponde una temperatura di 1400-1500°C, ma per vetri con elevati tenori in silice, quali i vetri borosilicati, può essere necessario fondere a temperature prossime a 1700°C.
Nella produzione di articoli in vetro, in particolare per la produzione in automatico, si deve convertire il vetro fuso in articolo finito nel più breve tempo possibile. Per un vetro sodico-calcico ciò significa introdurre vetro nella macchina formatrice a temperature attorno ai 1200°C e rilasciare l’articolo finito attorno ai 700°C, temperatura alla quale il vetro non si deformi sotto il proprio peso.
Nell’intervallo di lavorazione il valore iniziale della viscosità dipende dalle dimensioni dell’oggetto e dal tipo di lavorazione: si va da log h = 3 per oggetti prodotti automaticamente a log h = 4 per quelli formati manualmente.
Alla temperatura inferiore dell’intervallo di lavorazione, alla quale, come detto, il vetro non rammollisce sotto il proprio peso, la viscosità è pari log h = 7.6
L’oggetto di vetro deve infine essere raffreddato molto lentamente, da una temperatura alla quale l’oggetto, pur non deformandosi possiede una viscosità tale da consentire il rilascio delle tensioni (log h = 13.4, punto di ricottura) sino ad una temperatura al di sotto della quale il vetro può essere considerato completamente elastico (log h = 14.5, punto di tensione).
In figura sono riportate le curve di viscosità in funzione della temperatura per varie tipologie di vetri.



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   2.2 Resistenza chimica
Per resistenza chimica si intende la capacità di un vetro a resistere alla corrosione indotta dal contatto con soluzioni acide o basiche.
Il vetro, per sua natura, resiste benissimo al contatto con soluzioni acide, mentre soluzioni basiche possono produrre una corrosione e/o dissoluzione del reticolo più o meno accentuata in funzione del pH della soluzione e a seconda della composizione del vetro.
La resistenza idrolitica rappresenta invece la resistenza offerta dal vetro al contatto con acqua. In questo caso, a seconda del tempo, della temperatura e del rapporto tra la superficie esposta ed il volume della soluzione di contatto, si realizza una estrazione di alcali (formazione di idrati di sodio, potassio e calcio) che incrementa progressivamente il pH della soluzione, rendendola via via più basica e quindi aggressiva. Per estensione, per resistenza idrolitica del vetro si intende anche la resistenza offerta da un vetro all’umidità ambientale e alle condizioni di evaporazione/ricondensazione tipiche di oggetti che siano esposti a condizioni climatiche più o meno estreme (improvvisi sbalzi di temperatura in ambienti umidi, lavaggio in lavastoviglie, etc.).
La resistenza idrolitica di un vetro viene misurata secondo la procedura definita dalla norma DIN12111, attualmente unificata come DIN ISO 719. Tale prova si esegue su una frazione di vetro pesto a granulometria definita immerso in acqua distillata per un’ora alla temperatura di 98°C. In base ai risultati vengono definite 5 classi alle quali corrispondono le seguenti tipologie di vetro:

Classificazione Valori limite (ml HCl 0.01N)

Tipologia di vetri
     
Classe 1 Sino a 0.1 Neutro farmaceutico
Classe 2 Da 0.1 a 0.2 Termometri
Classe 3 Da 0.2 a 0.85 Contenitori
Classe 4 Da 0.85 a 2 Artistico
Classe 5 Da 2.0 a 3.5 Mosaico


Ne risulta che l’appartenenza di un vetro ad una determinata classe ne definisce l’uso consigliato.
Ad esempio, se un vaso o un lampadario lavorato a mano possono convenientemente appartenere alla classe 4, un bicchiere lavorato a mano dovrà preferibilmente rientrare nella classe 3 per non avere problemi di cessioni idrolitiche troppo elevate e opalescenza in condizioni d’uso.
La resistenza chimica dipende dalla composizione chimica del vetro e dalla combinazione degli ossidi introdotti. In linea generale la resistenza chimica aumenta a seguito dell’introduzione di allumina, ossido di calcio, ossido di zinco ed ossido di bario e diminuisce a seguito dell’introduzione di ossidi alcalini.
I vetri borosilicati (classi 1-2) contengono generalmente SiO2 75-81%, B2O3 7-13%, ossidi alcalini 4-6%, Al2O3 2-7% e sono caratterizzati da elevatissima resistenza chimica e basso coefficiente di dilatazione per l’effetto combinato dell’anidride borica-allumina (vedi anche par. 2.3).
Nei vetri borosilicati ad uso farmaceutico la concentrazione di B2O3 si colloca tra il 7-11% a fronte di una concentrazione di allumina tra il 7-10%.
Nel vetro Pyrex, caratterizzato da una elevata resistenza chimica, la concentrazione di B2O3 è del 13%.
La maggior parte dei vetri per contenitori (classe 3) sono vetri sodico-calcici con una quantità di ossidi alcalini attorno al 14% ed una quantità di Al2O3 prossima al 2%. L’aggiunta di allumina conferisce ottime caratteristiche di resistenza chimica ma produce un aumento della viscosità del fuso, per cui ulteriori incrementi in Al2O3 rendono necessario, analogamente ai vetri borosilicati, un incremento della quantità di B2O3 che agisce da fluidificante.
L’aggiunta di ossidi alcalini (Na2O e K2O) in concentrazioni superiori al 14-15% tende a destabilizzare il vetro, riducendone la resistenza idrolitica. Valori di Na2O prossimi al 17% in assenza di stabilizzanti portano il vetro al limite delle classi 4/5 causando un forte peggioramento delle caratteristiche idrolitiche.
L’introduzione di alcali in concentrazioni superiori al 20-21% rendono il vetro estremamente instabile, con forte tendenza a dare opalescenza e con cessioni alcaline elevatissime, al di fuori dei criteri di classificazione previsti dalla norma. Un artificio comunemente usato per mantenere invariata la viscosità senza sacrificare troppo la resistenza idrolitica è quello di introdurre quantità equimolari di ossido di sodio ed ossido di potassio favorendo il cosiddetto “effetto alcali misti” che ha una benefica influenza sulla resistenza idrolitica.

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   2.3 Coefficiente di dilatazione
Tutti i materiali, eccetto rare eccezioni, se riscaldati si dilatano cioè aumentano le loro dimensioni. Questa tendenza è espressa dal coefficiente di dilatazione, a, che indica l’allungamento in rapporto alla sua lunghezza originaria all’aumentare della temperatura e si misura in °C-1.
Conoscere il coefficiente di dilatazione è importante quando si accoppiano fra di loro vetri differenti perché, finché sono alla stato fuso, si uniscono senza problemi, ma quando solidificano sviluppano delle tensioni che possono portare a rottura l’oggetto. Nel caso si accoppino due vetri con diverso coefficiente di dilatazione quello con il coefficiente di dilatazione maggiore va in trazione e l’altro in compressione: la rottura parte dal vetro in trazione cioè quello con il coefficiente di dilatazione maggiore.
Il coefficiente di dilatazione risulta di particolare importanza quando si consideri l’uso finale a cui l’oggetto è destinato. Se si prevede che durante l’uso l’articolo sarà soggetto a forti sbalzi termici, il suo coefficiente di dilatazione dovrà essere piuttosto basso, mentre dovrà essere definito con molta precisione se usato nelle saldature con metalli o in campo elettronico.

Tipici coefficienti di dilatazione sono: a x10-7 °C-1
Vetro di silice 5.5
Silice 96% (Vycor glass) 8
Borosilicati (per uso domestico o di laboratorio) 33
Borosilicati (per uso elettrico) 33-45
Sodo calcico (piano e contenitori) 85-90
Sodo-calcico (elettrico) 92
Vetri ottici al piombo 90-100
Vetro artistico 95-105

In linea generale, l’introduzione di ioni alcalini causa un forte aumento del coefficiente di dilatazione. Una forte influenza è esercitata anche dagli ioni alcalino terrosi, quali il calcio e magnesio, e in minor misura dall’ossido di piombo.
L’aggiunta di anidride borica abbassa il coefficiente di dilatazione, ma con una anomalia. Il valore minimo di dilatazione in un vetro si realizza in corrispondenza ad una ben definita concentrazione di alcali: ulteriori aggiunte di boro, provocano una inversione delle proprietà con conseguente peggioramento del valore del coefficiente di dilatazione. Un tipico esempio è costituito dal vetro Pyrex ( a = 33x10-7 -1), per il quale concentrazioni di B2O3 superiori al 13% causano un progressivo incremento del coefficiente di dilatazione .
Il coefficiente di dilatazione tra 20 °C e la temperatura di trasformazione non è costante ma varia con la temperatura; una equazione che approssima abbastanza bene i valori sperimentali è la seguente:

a = a + b x T0.5

a, e b sono due costanti e T è la temperatura.
Normalmente in laboratorio viene misurato il coefficiente di dilatazione medio fra 20 e 300 °C ed il coefficiente di dilatazione determinato mediante il calcolo proposto fa riferimento a questo valore.

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   2.4 Resistività elettrica ad alta temperatura
Il vetro a temperatura ambiente è un isolante elettrico ma se viene riscaldato a temperature superiori a 800 °C diventa conduttore. Non si tratta di una conduzione elettronica come per i metalli ma di tipo ionico: in particolare sono responsabili della conduzione gli ioni alcalini litio, sodio e potassio; per cui all’aumentare della concentrazione degli ioni alcalini la resistività elettrica si riduce.
Anche la viscosità della struttura vetrosa dà il suo contributo per cui la legge che lega la resistività elettrica in r Ohm cm alla temperatura è simile a quella della viscosità:



Questa proprietà viene sfruttata per fondere il vetro in forni interamente elettrici. Il vantaggio della fusione elettrica è quello di ridurre moltissimo le emissioni inquinanti in ambiente e per questo motivo il forno elettrico è definito per legge “a ridotto impatto ambientale”.
Si usa corrente alternata e la conoscenza della resistività elettrica è fondamentale per realizzare un opportuno dimensionamento dei forni elettrici: nel caso di elettrodi di molibdeno, per ottenere un vetro di elevata qualità è necessario che la densità di corrente non sia superiore a 0,7 A/cm2.

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3. Materie prime e influenza degli ossidi sulle proprietà chimico-fisiche

Le materie prime usate dall’industria del vetro sono prevalentemente di origine naturale; solo alcune sono prodotte per sintesi. Ne consegue che, al momento della preparazione della miscela vetrificabile, per tener conto dei contributi forniti da tutti gli ossidi presenti nella materia prima, ivi inclusi eventuali elementi in tracce, è necessario conoscere con precisione la composizione delle materie prime introdotte.
Un calcolo teorico delle principali proprietà dei vetri, come quello qui proposto, è possibile poiché, essendo il vetro un materiale isotropo, il suo comportamento può essere considerato come la somma dei comportamenti dei singoli ossidi che lo compongono.
Tramite accurata analisi di dati sperimentali è possibile associare ad ognuno di questi ossidi un coefficiente, di segno appropriato, che ne quantifichi l’effetto additivo sulla proprietà studiata.

Nei paragrafi seguenti vengono descritte le caratteristiche dei singoli ossidi e il loro effetto sulle proprietà qui considerate per sostituzione equiponderale con la silice.
Per ciascuna proprietà, l’aumento di viscosità, dilatazione, resistività ed il miglioramento delle caratteristiche di resistenza chimica conseguenti alla sostituzione in peso di silice con un determinato ossido, sono espressi con dei segni (+) in numero proporzionale all’entità del beneficio; il segno (-) indica che l’aggiunta di tale ossido provoca una diminuzione/peggioramento di quelle caratteristiche ed infine il segno (=) indica che l’aggiunta di tale ossido non ha influenza sensibile sulla proprietà considerata.

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   3.1 Vetrificanti
SiO2 e B2O3 sono definiti vetrificanti perché in grado di dar luogo per fusione ad un liquido vetrogeno.

      3.1.1 Silice, SiO2
La sabbia quarzifera viene utilizzata quale apportatrice di silice, SiO2, nella miscela. Questa può contenere altri minerali quali feldspati, argille ed impurezze dovute a ossidi di ferro e cromo ed è soggetta a processi di lavaggio con acqua e purificazione con altri mezzi chimico-fisici.
Le sabbie si distinguono per il loro contenuto in ossido di ferro, Fe2O3. Per produttori di vetro incolore di alta qualità (vetro al piombo, vetro da tavola) sono disponibili sabbie contenenti lo 0.008% in Fe2O3 e lo 0.0002 di ossido di cromo, Cr2O3.
In generale è bene che la concentrazione di Cr2O3 non superi lo 0.0005%.
Per vetri colorati il contenuto in ferro non è critico e può essere sufficiente una sabbia con un contenuto in ossido di ferro dello 0.25%.
Per quanto riguarda la granulometria, nei forni a bacino vengono utilizzate sabbie con grani di diametro 0.1-0.8 mm, mentre nei forni a crogioli si fa uso di sabbia con granulometria tra 0.1-0.3 mm.
Le frazioni granulometriche più grossolane e quelle fini, inferiori a 0.1 mm, vengono di norma eliminate perché causa di disturbo nella fusione e per l’alto contenuto di impurezze.

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      3.1.2 Anidride borica, B2O3
Può essere introdotta come borace anidro, Na2B4O7, penta e decaidrato, o acido borico H3BO3. E’ presente come componente essenziale nei vetri resistenti agli sbalzi termici e nella composizione degli smalti.
La presenza di piccole quantità di anidride borica nei vetro sodo-calcici (0.6-1.5%) impartisce brillantezza, migliora la resistenza chimica e riduce il coefficiente di dilatazione, facilita la fusione e l’affinaggio.

Influenza sulle proprietà:
Resistenza chimica: RC=*
Viscosità: V - (in tutto il campo di temperature)
Dilatazione: D --
Resistività: RE ++ (in tutto il campo di temperature)

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* La sostituzione di SiO2 con di B2O3 è sostanzialmente neutra. A parità di silice, la sua introduzione comporta di solito una diminuzione degli alcali per cui l’effetto globale comporta un miglioramento complessivo della resistenza idrolitica.


   3.2 Stabilizzanti
Gli ossidi di calcio, magnesio, bario, piombo, zinco ed alluminio vengono detti stabilizzanti perchè rendono i vetri meno soggetti ad alterazioni rispetto a quelli costituiti solamente di silice e di ossidi alcalini.


      3.2.1 Ossido di calcio, CaO
E’ uno dei costituenti principali perché rende i vetri più resistenti sia meccanicamente sia chimicamente. Influisce sulla viscosità alle alte temperature e sull’intervallo di lavorazione del vetro. Partecipa alla composizione in percentuale variabile, ma generalmente non superiore al 12-13% in peso in quanto oltre a tale limite il vetro risulta di difficile fusione.
Come materie prime si usano carbonato di calcio (CaO > 55%, Fe2O3 < 0.035%). Quando sia previsto l’uso di ossido di magnesio, si può utilizzare dolomite. Le impurezze coloranti sono più tollerabili rispetto a quelle contenute nella sabbia dato il diverso apporto delle materie prime alla miscela, ma il loro livello deve essere attentamente valutato.
Se si usa solfato di calcio, questo sostituisce il solfato sodico come mezzo affinante ed antischiuma nel bagno.

Influenza sulle proprietà:
Resistenza chimica: RC +
Viscosità: V ++ (500-700°C); V - (per T> 900°C)
Dilatazione: D ++
Resistività: RE + (sino a 700°C); RE = (per T> 800°C)

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      3.2.2 Ossido di Magnesio, MgO
L’ossido di magnesio è comunemente usato per sostituire parte dell’ossido di calcio e questa sostituzione diminuisce la tendenza del vetro a devetrificare (formazione di strutture cristalline). Riduce altresì la viscosità ad una data temperatura permettendo una riduzione degli ossidi alcalini.
Migliora la resistenza idrolitica, ha un potere fluidificante e permette un più rapido affinaggio rispetto ad un vetro costituito di solo ossido di calcio. Consente un temperatura di ricottura più bassa e migliore in linea generale la lavorabilità del vetro
Viene introdotto come carbonato puro o come carbonato doppio di calcio e magnesio (dolomite).

Influenza sulle proprietà:
Resistenza chimica: RC ++
Viscosità: V ++ (500-700°C); V - (per T> 900°C)
Dilatazione: D ++
Resistività: RE + (sino a 800°C); RE = (per T> 800°C)

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      3.2.3 Ossido di bario , BaO
Tale ossido migliora la lavorabilità, impartisce brillantezza ed interviene sulle caratteristiche dielettriche e di resistenza elettrica del vetro. Oltre alla produzione di vetri per ottica, trova impiego in un vasto settore nella produzione di vetri commerciali per l’apporto di proprietà che sono intermedie fra quelle impartite al vetro dall’ossido di calcio e dall’ossido di piombo. Per impartire brillantezza ai vetri sodico-calcici si usa impiegare BaO in concentrazione variabile tra 0.5-1.5%
Viene di norma introdotto come carbonato di bario, BaCO3
La barite è un solfato di bario di origine minerale che viene usato come affinante indicativamente in quantità pari allo 0.1-0.5% nei vetri sodo-calcici commerciali. In qualche caso la barite contiene ferro, pertanto deve esserne valutato attentamente l’apporto al fine di dosare opportunamente il decolorante.

Influenza sulle proprietà:
Resistenza chimica: RC ++
Viscosità: V - (in tutto il campo di temperature)
Dilatazione: D ++
Resistività: RE -- (sino a 1100°C); RE - (per T>1100°C)

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      3.2.4 Ossido di zinco, ZnO
L’ossido di zinco aumenta il coefficiente di dilatazione e migliora la stabilità chimica del vetro. Viene quindi usato per vetri da laboratorio che devono subire importanti sbalzi termici ed essere chimicamente resistenti.
Lo ZnO viene usato nei vetri ottici al bario per ridurre la loro tendenza alla devetrificazione. L’aggiunta di 1% ZnO abbassa la temperatura di devetrificazione mantenendo un buon intervallo di lavorazione.
Viene utilizzato per aumentare l’opacità nei vetri opali al fluoro e nei vetri colorati al solfo-seleniuro di cadmio ove esplica una azione determinante per lo sviluppo del colore rosso.
Viene introdotto come tale o come carbonato, ZnCO3

Influenza sulle proprietà:
Resistenza chimica: RC ++
Viscosità: V + (fino a 500°C); V - (per T> 700°C)
Dilatazione: D +
Resistività: RE = (sino a 800°C); quindi RE -

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      3.2.5 Allumina, Al2O3
L’allumina è considerata lo stabilizzante per eccellenza dal punto di vista della resistenza chimica . Nei contenitori in vetro sodico-calcico ad uso alimentare viene usata in concentrazione compresa tra 1 e 3% in peso. La pratica vetraria riporta che in un vetro chimicamente resistente il rapporto tra Na2O e la somma di (Al2O3+CaO+MgO) debba essere circa uguale ad 1 (uno).
Diminuisce la tendenza alla devetrificazione mentre esercita una forte influenza sulla viscosità. Rende il vetro più resistente migliorandone la resistenza a trazione, in combinazione con il boro riduce fortemente il coefficiente di dilatazione migliorando la resistenza allo sbalzo termico.
Come costituente dei vetri sodico-calcici essa viene introdotta come feldspato, nefelina, allumina idrata ed allumina calcinata. Per motivi di costanza ed uniformità analitica, ai prodotti di origine minerale soggetti a fluttuazioni di composizione vengono preferiti prodotti industriali quali la allumina idrata.

Influenza sulle proprietà:
Resistenza chimica: RC ++
Viscosità: V +++ (sino a 1000°C); V ++ (a 1100°C); V + (da 1100 a 1400°C)
Dilatazione: D ---
Resistività: RE =

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      3.2.6 Ossido di piombo, PbO-Pb3O4
L’ossido di piombo contribuisce all’aumento della densità, indice di rifrazione, e della brillantezza. Viene pertanto usato nella produzione di prodotti di pregio quali vetri ottici, elettrici, vetro cristallo ed in certe proporzioni nei vetri da tavola. Grazie alla minore durezza si presta ad essere lavorato per intaglio. Non migliora la resistenza idrolitica e resiste meno all’azione degli acidi ed alle condizioni ambientali.
Viene introdotto come litargirio giallo (PbO) oppure come minio rosso (Pb3O4) ,ottenuto per ossidazione del litargirio. Il piombo rosso, costituito da una miscela di PbO2 (75%) e di PbO (25%), è preferito al litargirio perché l’apporto intrinseco di ossigeno contribuisce a prevenire la riduzione della miscela e con essa la possibile formazione di Pb metallico.
Per prevenire perdite da spolverio viene indicato il silicato di piombo, ottenuto mediante pre-fusione della silice con ossido di piombo (85% PbO, 15 % SiO2).

Influenza sulle proprietà: Resistenza chimica: RC =
Viscosità: V -- (sino 500-800°C); V - (per T> 800°C)
Dilatazione: D +
Resistività: RE =

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   3.3 Fondenti
Gli ossidi di sodio, potassio e litio sono coadiuvanti del processo di fusione.

      3.3.1 Ossido di sodio, Na2O
L’ossido di sodio è il fondente più usato, fornisce un apporto indispensabile per assicurare la fusibilità del vetro. Ha un forte effetto sulle proprietà di viscosità, densità, dilatazione, resistenza chimica e meccanica del vetro.
Come materia prima si utilizza il carbonato sodico di provenienza industriale, merceologicamente distinto in soda leggera, soda densa e soda granulare a seconda del peso specifico. In alternativa può essere usato il feldspato di sodio.
Il nitrato sodico (NaNO3) viene utilizzato per le capacità ossidanti e come coadiuvante nel processo di affinaggio. Esso permette di ossidare le sostanze organiche presenti, di prevenire la riduzione di qualche componente della miscela, aiuta a mantenere la colorazione del vetro. In questo senso viene tipicamente usato per assicurare il colore ametista dei vetri al manganese e per prevenire la riduzione nei vetri al piombo.
Il solfato sodico (Na2SO4) viene utilizzato per il suo contributo nei processi di omogeneizzazione ed affinaggio (concentrazione: 0.1–1.0 % circa).
Per la sua influenza sulla resistenza idrolitica vedi par. 2.2

Influenza sulle proprietà:
Resistenza chimica: RC ---
Viscosità: V -- (sino a 1100°C); V - (per T>1100°C)
Dilatazione: D ++
Resistività: RE -- (in tutto il campo di temperature)

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      3.3.2 Ossido di potassio, K2O
Viene utilizzato al posto dell’ossido di sodio, sostituendolo in tutto (vetri al piombo) o in parte. La sostituzione sodio-potassio comporta un aumento della viscosità, della densità e della brillantezza, ma conferisce minore durezza.
Chimicamente un vetro potassico è meno resistente di un vetro esclusivamente sodico, ma la sostituzione equimolare del sodio con il potassio dà luogo ad un effetto migliorativo sulla resistenza chimica noto come “effetto alcali misti” (vedi par. 2.2). Il suo costo superiore ne limita necessariamente l’impiego.
Il rendimento dei coloranti è superiore in un vetro potassico, in particolare in relazione all’uso di manganese, nichel e selenio, che in qualche caso possono portare a colorazioni diverse da quelle attese.
Viene introdotto come potassio carbonato, potassio nitrato (entrambi prodotti industriali) o come feldspato .
Il potassio nitrato, KNO3, è noto per il suo elevato potere ossidante.

Influenza sulle proprietà:
Resistenza chimica: RC --
Viscosità: V - (in tutto il campo di temperature)
Dilatazione: D +
Resistività: RE - (in tutto il campo di temperature)

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      3.3.3 Ossido di litio, Li2O
Per la sua tendenza a dar luogo a vetri che tendono a devetrificare l’ossido di litio viene utilizzato in quantità molto limitate.Viene usato sia come coadiuvante nei processi di fusione sia come modificatore della viscosità per assicurare la necessaria fluidità in fase di lavorazione senza sacrificare le altre caratteristiche chimico-fisiche del vetro.
E’ utilizzato nei vetri elettricamente resistenti e nei vetri trasparenti ai raggi UV.
I vetri contenenti litio sono molto più fluidi di quelli contenenti solo soda o potassa. Come materia prima si usano prodotti di provenienza industriale quale ad esempio il carbonato o di origine minerale come lo spodumene, un alluminosilicato contenente il 5-6% in ossido di litio.

Influenza sulle proprietà:
Resistenza chimica: RC -
Viscosità: V --- (sino a 900°C); V -- (tra 1000-1400°C)
Dilatazione: D ++
Resistività: RE -- (in tutto il campo di temperature)

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