I vetri temperati di Faizanè

Il vetro, come è noto, è un materiale solido, trasparente, tipicamente fragile, prodotto a partire dalla silice, ma in realtà, come molti altri materiali con una storia millenaria e caratterizzati da un larghissimo impiego, anche il vetro ha numerose varianti con caratteristiche notevolmente diverse dal materiale tradizionale.

Il processo di solidificazione della pasta vetrosa ottenuta per fusione dell’ossido di silicio (o silice) ha la particolare caratteristica di condurre a un materiale privo di struttura cristallina, ossia senza alcun ordine geometrico nella posizione degli atomi che lo compongono. Al contrario di quanto avviene, ad esempio, per i metalli, il vetro a temperatura ambiente rimane, sotto alcuni aspetti, un liquido estremamente viscoso, incapace di scorrere, ma sostanzialmente privo di una buona resistenza agli urti.

Per migliorare alcune caratteristiche del vetro è possibile modificare la composizione chimica del materiale, mischiando altre sostanze con la silice comune, oppure eseguire un trattamento termico, che prende il nome di tempra.

La tempra del vetro, per cui si parla usualmente di vetri temprati o, più frequentemente, temperati, è un processo in cui il vetro viene riscaldato e poi raffreddato bruscamente per bloccare alcune strutture microscopiche più resistenti agli sforzi evitando che si distendano attraverso un raffreddamento lento.

Questo trattamento termico non può essere realizzato su tutti i tipi di vetro e rende molto difficile lavorare ulteriormente il prodotto, ma gli conferisce una resistenza decisamente superiore a quella del vetro comune. Infatti, i vetri temperati vengono utilizzati spesso nell’arredamento e nell’edilizia per realizzare manufatti destinati a sostenere pesi o a sopportare comunque sforzi di una certa entità.

Faizanè, però, commercializza in tutto il Triveneto i vetri temperati soprattutto per le loro caratteristiche termiche, ossia per la loro capacità di resistere in situazioni in cui debbano separare ambienti a temperature molto distanti tra loro, come nel caso degli sportelli per forni, stufe o caldaie.

I diversi tipo di vetro temperato

Tra i vetri che possono essere temperati il più comune è il vetro calciosodico, in cui oltre all’ossido di silicio, che ne costituisce circa il 70%, sono presenti quantità consistenti di ossido di calcio e di ossido di sodio, intorno al 10-12% l’uno. A seguito del trattamento termico di tempra questo tipo di vetro può essere impiegato senza rischi per la sua stabilità strutturale per temperature intorno ai 130°C, con punte di utilizzo non continuo a 150°C.

Inoltre, il vetro calciosodico temperato è dotato di una buona resistenza meccanica ed è quindi adatto ad essere impiegato per costruire manufatti che debbano sopportare sforzi di media intensità, mentre altri tipi di vetro temprato, di cui parliamo più avanti, hanno caratteristiche meccaniche generalmente inferiori.

Se nella miscela di sostanze che si usano per produrre il vetro è presente circa il 10% di anidride borica e percentuali intorno al 5% l’uno, rispettivamente per gli ossidi di sodio e di potassio, l’ossido di alluminio e gli ossidi di altri metalli, tra cui calcio e magnesio, si parla di vetro borosilicato.

Una volta temprati, i vetri borosilicati acquisiscono una particolare resistenza agli shock termici e possono essere utilizzati per brevi periodi anche a 490°C, mentre la temperatura consigliata per l’uso prolungato deve collocarsi tra i -200°C e i +230°C.

Il vetro ceramico Keralite©, invece, ha una resistenza termica ancora più elevata, che gli consente di essere impiegato in modo continuo in ambienti con una temperatura massima di 700°C, che può arrivare anche a punte di 800°C. Nella sua composizione sono presenti, oltre alla silice, quantità apprezzabili di ossido di alluminio che gli conferiscono anche modeste proprietà meccaniche, inferiori a quelle dei vetri calciosodici, ma nettamente superiori a quelle dei borosilicati.

Tra i prodotti commercializzati da Faizanè, però, il vetro con la maggiore resistenza termica è il Vycor©, realizzato mediante un procedimento in più fasi che consente di ottenere, alla fine, un prodotto in grado di resistere per uso continuo fino a 900°C con punte di 1200°C.

La particolarità dei manufatti realizzati con questo tipo particolare di vetro è quella di essere composti per il 96% da silice e per il restante 4% da triossido di boro. Attraverso un primo trattamento termico, infatti, si ottiene la separazione del vetro solidificato in due fasi: una, contenente gli elementi da eliminare, solubile in un bagno di acidi, mentre l’altra, che diverrà il prodotto finito, con la composizione ricordata sopra.

Dopo aver eliminato la parte contenente i residui, i prodotti in Vycor© subiscono un trattamento di tempra che ne elimina la caratteristica porosità, dando luogo a oggetti con un bassissimo coefficiente di dilatazione termica e quindi estremamente resistenti agli shock termici.

Impieghi e montaggio

A seconda degli impieghi, come abbiamo detto, si possono utilizzare diversi tipi di vetro temperato, disponibili in formati differenti nel magazzino di Faizanè.

Normalmente tutti i vetri temperati di cui abbiamo parlato sono disponibili in dischi o in lastre piane di varie dimensioni e vari spessori, i cui valori cambiano a seconda della tipologia di materiale. Inoltre, solo per i vetri borosilicati abbiamo anche in catalogo tubi con diametro esterno da 4mm a 315mm e spessori fino a 9mm per i diametri maggiori.

Il montaggio dei manufatti in vetro temperato, infine, deve seguire regole ben precise per ottenere le migliori performance dal punto di vista strutturale. Infatti, quando un prodotto in vetro viene sottoposto a un notevole incremento di temperatura, come accade, ad esempio, per le spie visive di forni, caldaie o stufe, tende ad aumentare le proprie dimensioni, come accade, per altro, a tutti i materiali di uso tecnico.

Il rischio nel caso del vetro, tuttavia, è che questa dilatazione, trovandosi costretta da un montaggio troppo serrato, generi delle tensioni all’interno del materiale tali da provocare la rottura del componente. Come abbiamo visto i vetri temperati possono essere impiegati ad alte temperature proprio perché la loro dilatazione termica è molto contenuta, a causa della particolare composizione chimica e del trattamento termico subito, ma comunque il fenomeno non è del tutto assente.

Occorre quindi montare le lastre, i tubi o i dischi in modo adeguato, prevedendo opportuni sistemi di ancoraggio, soprattutto nel caso in cui vi sia anche un ambiente in pressione su una delle due facce del componente.

In ogni caso, qualunque sia l’applicazione che avete in mente per un componente in vetro temperato, potete rivolgervi con fiducia a Faizanè che, con la sua esperienza nel settore, saprà consigliarvi per il meglio e offrirvi il prodotto più adatto alle vostre esigenze.