Definizione di vetro e temperatura di transizione vetrosa

I vetri hanno proprietà quali trasparenza e durezza a temperatura ambiente, insieme a una sufficiente resistenza meccanica e ad una ottima resistenza alla corrosione nella maggior parte degli ambienti normali. Un vetro è un materiale ceramico, in quanto prodotto da materiali inorganici a elevate temperature. Tuttavia, si distingue dagli altri materiali ceramici in quanto i suoi componenti vengono portati a fusione e successivamente raffreddati ad uno stato solido senza cristallizzazione.  Un vetro, quindi, può essere definito come un prodotto inorganico di fusione raffreddato fino ad una condizione rigida senza cristallizzazione. Le molecole in un vetro non sono disposte in modo ordinato, regolare e ripetitivo ad ampio raggio come avviene in un solido cristallino. In un vetro le molecole cambiano il loro orientamento in modo casuale all’interno del materiale solido. Al diminuire della sua temperatura un liquido diventa più viscoso e si trasforma da uno stato gommoso a uno stato solido‐vetroso fragile in un intervallo ristretto di temperatura nel quale la pendenza della curva del volume specifico in funzione della temperatura si riduce notevolmente. Questo intervallo ristretto di temperatura è detto temperatura di transizione vetrosa T_g.

Deformazione viscosa dei vetri

Il vetro si comporta come un liquido viscoso (sottoraffreddato) al di sopra della sua temperatura di transizione vetrosa. Sotto sforzo, i gruppi di atomi (ioni) dei silicati possono scorrere l’uno sopra l’altro, consentendo la deformazione permanente del vetro.

Quando la temperatura del vetro viene gradualmente aumentata al di sopra della sua temperatura di transizione vetrosa, la viscosità del vetro diminuisce e il flusso viscoso viene facilitato.

La deformazione viscosa del vetro dipende da diverse temperature:

• Punto di lavorabilità: a questa temperatura è possibile effettuare le operazioni di fabbricazione del vetro
• Punto di rammollimento: a questa temperatura il vetro scorre a una velocità apprezzabile per effetto del suo peso proprio.
• Punto di ricottura: a questa temperatura vengono eliminati gli sforzi interni

Punto di deformazione: al di sotto di questa temperatura il vetro è rigido e il rilassamento degli sforzi avviene solo a basse velocità. L’intervallo tra il punto di ricottura e quello di deformazione è considerato di solito l’intervallo di ricottura di un vetro.