O processo de fabricação do vidro:das origens antigas às técnicas modernas

O processo de fabricação do vidro remonta a 3.500 aC, quando a cerâmica era revestida com um esmalte de superfície de vidro. Embora existam muitas variações modernas no processo de fabricação de vidro para usos industriais e científicos, o vidro tradicional usado para fazer janelas, recipientes para alimentos e bebidas e formas ornamentais ainda é feito com os mesmos três ingredientes usados ​​nos tempos antigos. Trata-se de areia, bicarbonato de sódio à base de álcali, conhecido como "carbonato de sódio", e cal de calcário. Esses três ingredientes principais são fundidos em um forno a uma temperatura de cerca de 1.371° Celsius (2.500° Fahrenheit), após o qual vários ingredientes menores podem ser adicionados para alterar a cor ou o brilho do vidro. Em seguida, é resfriado várias centenas de graus para que possa ser moldado por sopro, pressão ou desenho em canos, tigelas, espelhos, janelas e muito mais.

A introdução de carbonato de sódio no processo de fabricação de vidro foi descoberta desde o início como uma forma de reduzir o ponto de fusão inicial de um pico de cerca de 4.100° Fahrenheit (2.200° Celsius) para 2.700° Fahrenheit (1.482° Celsius). O carbonato de sódio, no entanto, torna o vidro um tanto solúvel em água, então a cal do calcário foi adicionada para evitar isso, e outros produtos químicos, como o óxido de alumínio, são agora substituídos pela cal, pois oferecem maior estabilidade química. O vidro soda-cal ainda representa 90% de todo o vidro fabricado.

À medida que o vidro é resfriado, torna-se mais fácil moldá-lo, mas deve ser reaquecido continuamente durante o processo de fabricação do vidro para adicionar resistência e evitar estilhaços. Este procedimento é conhecido como recozimento. Um processo adicional de têmpera para fortalecer o vidro também é empregado, reaquecendo-o e resfriando-o repentinamente com rajadas de ar frio.

O método de modelagem mais comum no processo de fabricação de vidro nos tempos antigos envolvia soprar ar em uma bola de vidro derretido na extremidade de um tubo longo e oco, que os romanos aperfeiçoaram para fazer lindos vasos e tigelas. A fabricação de vidro float, inventada em 1959 por uma empresa britânica, é o maior método de produção atual feito despejando vidro derretido em um tanque com estanho derretido na superfície. O vidro flutua sobre a lata e forma folhas extremamente lisas que podem ser cortadas em formato de janela. A dolomita é frequentemente incluída na fabricação de chapas de vidro em níveis abaixo de 0,1% para manter a qualidade incolor do vidro. Desenhar um fluxo de vidro derretido ao redor do interior de um cilindro de metal enquanto ele gira e o ar é bombeado é outro processo frequente de fabricação de vidro usado para fazer uma grande variedade de tubos de vidro para lâmpadas, tubos de vácuo e artigos de vidro usados ​​em laboratórios.

Outros tipos de vidro especializado incluem o vidro de chumbo, que contém pelo menos 20% de óxido de chumbo e é brilhante quando cortado e facetado. Os produtos de vidro resistentes ao calor usados ​​em tigelas de cozinha e utensílios de laboratório são feitos com a adição de 5% de óxido bórico ou compostos de aluminossilicato. Os produtos de vidro colorido são feitos adicionando sulfetos de ferro para as cores marrom e âmbar, cromato de ferro para tons verdes e cobalto branco para tons de azul. O vidro soprado natural tem uma cor vermelha a laranja sem necessitar de quaisquer aditivos químicos.

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