tensions residuals, degut als gradients de les velocitats de refredament entre les regions superficials i les de l’interior. Inicialment, la superfície es refreda molt ràpidament i, una vegada assoleix una temperatura inferior al punt de deformació, adquireix rigidesa. En aqueix moment, a l’interior, en refredar-se més lentament, es troba a una temperatura superior, per dalt del punt de deformació i, per tant, encara és plàstica. Si continua el refredament, l’interior intenta contraure’s en un grau major que el que li permet la superfície rígida exterior. Així, l’interior tendeix a estirar cap a dins la part exterior, o bé, imposa tensions radials cap a l’interior. En conseqüència, després de refredar-se a temperatura ambient, una peça de vidre suporta esforços de compressió en la superfície, amb esforços de tracció en l’interior. L’esmicolament dels materials ceràmics quasi sempre s’origina a partir d’una escletxa que s’inicia en la superfície mitjançant una càrrega de tracció. Per causar l’esmicolament d’un vidre temprat, la magnitud de la tensió aplicada ha de ser suficientment gran per superar els esforços residuals de compressió i, a més a més, tensar suficientment la superfície per originar l’escletxa, la qual haurà de propagar-se. En el cas d’un vidre no temprat, l’escletxa s’originarà a partir d’una tensió inferior i, per tant, la resistència mecànica del vidre no temprat serà menor. El vidre temprat s’utilitza en aquelles aplicacions en què es requereix una resistència elevada com és el cas de les portes, parabrises d’automòbils, lents, etc.
2.6.2. Vitroceràmiques Els vidres poden transformar-se des d’un estat no cristal·lí a un estat cristal· lí, mitjançant un tractament tèrmic d’alta temperatura anomenat desvitrificació. Aquest tractament suposa sovint que el vidre deixa de ser transparent, degut a la presència de cristalls i dona origen a moltes tensions (pel canvi de volum que pot ocórrer en les transformacions), el que pot debilitar el material. La desvitrificació ocorre gràcies al fet que la temperatura del vidre és suficient perquè aquest evolucione cap a la formació d’espècies cristal·lines estables. En la figura 95, es representa l’energia lliure de Gibbs (G) enfront de l’estabilitat dels materials. El vidre es troba situat en un estat metaestable (Ga) que és un mínim relatiu, el qual pot evolucionar cap a un estat estable (Gc) o mínim absolut, si l’energia tèrmica assolida pel vidre és suficient per superar l’estat inestable, corresponent a la major energia lliure de Gibbs (Gb), que és un màxim. L’estabilitat dels materials està directament relacionada amb una energia lliure de Gibbs mínima.
Ciència dels materials: metalls, ceràmiques i polímers ISBN: 978-84-18432-91-0
137
Índex
Juan B. Carda Castelló, Diego Fraga Chiva, Ester Barrachina Albert, Iván Calvet Roures, Jaime González Cuadra, Samuel Porcar García DOI: http://dx.doi.org/10.6035/Sapientia181
