O que são vidros: composição e estrutura

Em ciência dos materiais, vidro é uma substância sólida e amorfa que apresenta temperatura de transição vítrea. No dia a dia o termo refere-se a um material rígido não cristalino de aspecto translúcido e geralmente transparente que resulta da fusão a altas temperaturas.

A produção de vidro faz-se através da moagem da matéria-prima: a sílica (proveniente da areia siliciosa), o óxido de cálcio (fornecido pelo carbonato de cálcio) e o óxido de sódio (fornecido pelo sulfato de sódio ou pelo carbonato de sódio).

          De seguida, a mistura moída é homogeneizada e cozida num forno. Após ter perdido toda a água, junta-se a esta massa o fundente, que, em geral, é constituído por bocados de vidro finamente moídos. A temperatura é elevada até 1200 a 1400^o C de acordo com a composição da matéria-prima. Nesta fase juntam-se-lhe os aditivos (dióxido de manganês, borato de sódio e óxido de arsénio) e os corantes (óxidos metálicos), se for caso de se querer obter vidros coloridos. A partir daí a temperatura do forno desce até aos 800 a 400^o C, sob a qual o vidro fica pastoso, pronto a ser moldado.                                                                      .
 Muitas vezes é necessário proceder ao recozimento do vidro para melhorar as suas características, com vista à eliminação das tensões residuais que condicionam a sua resistência ao choque.                                                      .

            Assim os ingredientes básicos na composição do vidro são a sílica ou óxido de silício (SiO2), obtida principalmente da areia branca pura, e álcalis (os principais são o carbonato de sódio, o sulfato de sódio e também a cal extinta). Milhares de tipos de vidros são produzidos industrialmente com esses materiais e diferentes técnicas. Todavia, o elevado ponto de fusão e a alta viscosidade tornam muito cara a fabricação de vidros com alto teor de sílica. Por isso os tipos de vidro mais comuns contêm, além de areia, diversas outras substâncias, que variam conforme as aplicações..                                                                    .

             Na composição dos vidros de garrafas, de vidraças e de bulbos de lâmpadas, de baixo custo e largo consumo, entram o carbonato de sódio e a cal. Os vidros empregados na confecção de utensílios de laboratório e no vasilhame de cozinha, resistentes ao calor e ao fogo, contêm borossilicato. Vidros de alta resistência a choques e a altas temperaturas, bem como aqueles destinados a janelas de aviões contêm aluminossilicato. O vidro de elevado grau de transparência, frequentemente chamado cristal, é fabricado à base de chumbo e alcális.

Quanto à estrutura, os vidros dispoem-se conforme uma estrutura não cristalina ou amorfa que consiste na forma como estão espacialmente ordenados os átomos ou moléculas que o constituem. Os sólidos cristalinos exibem uma estrutura ordenada ao nível atómico, replicada no espaço ao longo de distâncias significativas face à dimensão atómica ou molecular, o que é exclusivo dos cristais. As moléculas de um vidro não estão dispostas  numa ordem repetitiva e regular a longa distância. As moléculas mudam de orientação de um modo aleatório ao longo do material sólido.