Vidro – Tabela de Materiais – Aplicações – Preço

Sobre o Vidro

O vidro é um sólido amorfo não cristalino, muitas vezes transparente. Os vidros têm amplo uso prático, tecnológico e decorativo em, por exemplo, vidraças, utensílios de mesa e ótica. Como o vidro é um sólido amorfo (não cristalino), geralmente é formado pela solidificação de um fundido sem cristalização. O vidro é feito resfriando ingredientes fundidos, como areia de sílica, com rapidez suficiente para evitar a formação de cristais visíveis. Em alguns livros mais antigos, o termo tem sido usado como sinônimo de vidro. Hoje em dia, “sólido vítreo” ou “sólido amorfo” é considerado o conceito abrangente, e o vidro o caso mais especial: o vidro é um sólido amorfo que exibe uma transição vítrea. O vidro que você encontra com mais frequência é o vidro de silicato, que consiste principalmente em sílica ou dióxido de silício, SiO2.

Resumo

Nome	Vidro
Fase em STP	sólido
Densidade	2500 kg/m3
Resistência à tração	7 MPa
Força de rendimento	N/D
Módulo de elasticidade de Young	80 GPa
Dureza Brinell	1550 BHN
Ponto de fusão	1700 °C
Condutividade térmica	1,05 W/mK
Capacidade de calor	840 J/gK
Preço	5 $/kg

Composição do Vidro

O vidro que você encontra com mais frequência é o vidro de silicato, que consiste principalmente em sílica ou dióxido de silício, SiO2. O dióxido de silício (SiO2) é um constituinte fundamental comum do vidro. O carbonato de sódio (Na2CO3, “soda”) é um aditivo comum e atua para diminuir a temperatura de transição vítrea. 

Aplicações de Vidro

Os vidros têm amplo uso prático, tecnológico e decorativo em, por exemplo, vidraças, utensílios de mesa e ótica. O vidro de soda-cal é normalmente usado como material de vidro transparente, normalmente como janelas em paredes externas de edifícios. O vidro é um componente essencial de talheres e é normalmente usado para copos de água, cerveja e vinho. O vidro é um material onipresente na óptica em virtude de sua capacidade de refratar, refletir e transmitir luz. 

Propriedades Mecânicas do Vidro

Força do Vidro

Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original.

A resistência de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica. Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa. No caso de tensão de tração de uma barra uniforme (curva tensão-deformação), a lei de Hooke descreve o comportamento de uma barra na região elástica. O módulo de elasticidade de Young é o módulo de elasticidade para tensões de tração e compressão no regime de elasticidade linear de uma deformação uniaxial e geralmente é avaliado por ensaios de tração.

Veja também: Resistência dos Materiais

Resistência à tração final do Vidro

A resistência à tração final do Vidro é de 7 MPa.

Força de rendimento do Vidro

O limite de escoamento do Vidro é N/A.

Módulo de Elasticidade do Vidro

O módulo de elasticidade de Young do Vidro é de 80 MPa.

Dureza do Vidro

Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.

O número de dureza Brinell (HB) é a carga dividida pela área da superfície da indentação. O diâmetro da impressão é medido com um microscópio com uma escala sobreposta. O número de dureza Brinell é calculado a partir da equação:

A dureza Brinell do Vidro é de aproximadamente 1550 BHN (convertido).

Veja também: Dureza dos Materiais

Propriedades Térmicas do Vidro

Vidro – Ponto de Fusão

O ponto de fusão do Vidro é 1700 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão. Em geral, a fusão é uma mudança de fase de uma substância da fase sólida para a líquida. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual essa mudança de fase ocorre. O ponto de fusão também define uma condição na qual o sólido e o líquido podem existir em equilíbrio. Para vários compostos químicos e ligas, é difícil definir o ponto de fusão, pois geralmente são uma mistura de vários elementos químicos.

Vidro – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Vidro é 1,05 W/(m·K).

As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.

A condutividade térmica da maioria dos líquidos e sólidos varia com a temperatura. Para vapores, também depende da pressão. No geral:

A maioria dos materiais são quase homogêneos, portanto, geralmente podemos escrever k = k(T). Definições semelhantes estão associadas a condutividades térmicas nas direções y e z (ky, kz), mas para um material isotrópico a condutividade térmica é independente da direção de transferência, kx = ky = kz = k.

Vidro – Calor Específico

O calor específico do Vidro é 840 J/g K.

Calor específico, ou capacidade calorífica específica, é uma propriedade relacionada à energia interna que é muito importante na termodinâmica. As propriedades intensivas c_v e c_p são definidas para substâncias compressíveis puras simples como derivadas parciais da energia interna u(T, v) e entalpia h(T, p), respectivamente: 

onde os subscritos v e p denotam as variáveis ​​mantidas fixas durante a diferenciação. As propriedades c_v e c_p são chamadas de calores específicos (ou capacidades de calor) porque, sob certas condições especiais, elas relacionam a mudança de temperatura de um sistema com a quantidade de energia adicionada pela transferência de calor. Suas unidades no SI são J/kg K ou J/mol K.

Propriedades e preços de outros materiais

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