A3 Desvitrificación (Cristalización No Deseada)

Tópico

Este vidrio, cuando se recalienta o permanece en servicio prolongado a alta temperatura, puede sufrir una cristalización no deseada: la desvitrificación. Que el recalentamiento o el servicio prolongado a alta temperatura disparen esta desvitrificación hace que, dentro de lo que debería seguir siendo una estructura amorfa, aparezcan núcleos de cristalización y esos núcleos crezcan hasta formar cristalitos dentro del vidrio.

La fracción del vidrio que se cristaliza de esta manera aumenta con el tiempo y con la temperatura, según describe la ecuación de Avrami: esta ecuación describe una curva que crece lentamente al principio, mientras todavía hay pocos núcleos de cristalización, se acelera después a medida que esos núcleos crecen y aparecen otros nuevos, y vuelve a crecer más lento hacia el final, cuando ya queda poco vidrio amorfo por transformar. Que la temperatura sea mayor hace que esta fracción cristalizada crezca más rápido para un mismo tiempo transcurrido; que el tiempo transcurrido sea mayor, hace que esa fracción cristalizada sea mayor para una misma temperatura.

Que estos cristalitos se formen dentro del vidrio, a medida que la fracción cristalizada crece, es lo que produce, por dispersión de Rayleigh, la pérdida de transparencia del vidrio: cada cristalito tiene un índice de refracción distinto al del vidrio amorfo que lo rodea, y cuando el tamaño de esos cristalitos se acerca al de la longitud de onda de la luz visible, esa diferencia de índice de refracción dispersa la luz en lugar de dejarla pasar en línea recta. Que la fracción cristalizada del vidrio sea mayor hace que esta dispersión de la luz sea más intensa, y que la pérdida de transparencia del vidrio sea, en consecuencia, mayor.

Por eso este modelo, con la desvitrificación con la que se abrió, usa las mismas ecuaciones que emplea otro modelo de este conjunto para describir, mediante Avrami, la tasa de nucleación y la fracción cristalizada durante un proceso de fabricación deliberado; pero las usa aquí en sentido contrario, como una patología que ocurre durante el recalentamiento o el servicio prolongado del vidrio en lugar de como un proceso de fabricación controlado. Que las mismas ecuaciones describan, en un modelo, un proceso deseado, y en este otro, una patología no deseada, hace que la diferencia entre ambos modelos no esté en la matemática que comparten, sino en si esa cristalización ocurre de manera controlada o no.

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