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O processo de fazer vidro é muito antigo, com evidências arqueológicas datadas de antes de 2.500 a.C. [1] X Fonte de pesquisa Antigamente considerada uma arte rara e valiosa, a fabricação de vidro se tornou comum, e seus produtos são usados comercialmente e em casa como recipientes, isolantes, fibra de reforço, lentes e arte decorativa. Embora os materiais usados possam variar, o processo geral é o mesmo e está descrito abaixo.
Passos
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Obtenha areia de sílica. Também chamada de areia de quartzo, ela é o ingrediente principal da fabricação de vidro. Utiliza-se sílica sem impurezas do ferro para peças transparentes, já que o metal tornará o vidro esverdeado quando estiver presente.
- Use uma máscara se for lidar com areia muito fina, pois, se ela for inalada, pode irritar a garganta e os pulmões.
- A areia de sílica pode ser comprada online e é bem barata, sendo que quantidades pequenas não devem custar mais de 20 reais. [2] X Fonte de pesquisa Se quiser operar numa base industrial, pode conseguir preços mais competitivos em pedidos grandes, às vezes pagando menos de R$100 por tonelada.
- Caso não seja possível encontrar areia suficiente sem impurezas do ferro, o efeito delas pode ser contrabalanceado adicionando-se pequenas quantidades de dióxido de manganês. Ou, se quiser um vidro esverdeado, deixe o ferro!
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Adicione carbonato de sódio e óxido de cálcio à areia. O carbonato de sódio abaixa a temperatura necessária para fazer vidro, mas permite que a água passe pelo produto, por isso adiciona-se óxido de cálcio, ou cal, para neutralizar essa propriedade. Os óxidos de magnésio ou de alumínio também podem ser utilizados para tornar o vidro mais durável. Em geral, esses aditivos não representam mais do que 26 a 30 por cento da mistura.
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Adicione outros elementos químicos dependendo do propósito do vidro. A adição mais comum ao vidro decorativo é óxido de chumbo, que dá brilho à vidraria de cristais, bem como a maciez necessária para tornar mais fácil cortar, além de abaixar o ponto de fusão. As lentes de óculos podem conter óxido de lantânio por causa de suas propriedades refrativas, enquanto o ferro ajuda o vidro a absorver calor.
- Cristais de chumbo podem conter até 33 por cento de óxido de chumbo; no entanto, quanto mais dele, maior a habilidade necessária para moldar o vidro derretido, por isso aqueles que trabalham com esses cristais optam por usar menos desse óxido.
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Adicione produtos químicos para produzir a cor desejada. Como já foi dito acima, as impurezas do ferro na areia de quartzo deixam o vidro feito com ela esverdeado, portanto adiciona-se óxido de ferro para aumentar a coloração verde, bem como óxido de cobre. Os compostos de enxofre produzem uma cor amarelada, âmbar, amarronzada ou até preta, dependendo de quanto carbono ou ferro também é acrescentado à mistura.
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Coloque a areia num cadinho resistente ao calor. O recipiente deverá ser capaz de suportar temperaturas extremamente altas, pois dependendo dos aditivos, a mistura pode derreter a temperaturas entre 1.500 e 2.500 graus Celsius. O recipiente também deve ser fácil de pegar com acessórios de metal.
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Derreta a mistura. Ao fazer vidro de sílica comercial, usa-se uma fornalha a gás, enquanto os vidros especiais podem ser criados utilizando-se um derretedor, fornalha ou forno elétricos.
- A areia de quartzo sem aditivos se torna vidro a 2.300 graus Celsius. Adicionar carbonato de sódio reduz a temperatura necessária para 1.500 graus Celsius.
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Retire as bolhas do vidro derretido e deixe-o homogêneo. Isso significa mexer até chegar a uma espessura consistente e adicionar produtos como o sulfato de sódio, o cloreto de sódio ou o óxido de antimônio.
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Molde o vidro derretido. Pode-se fazê-lo de diversas maneiras:
- O vidro derretido pode ser despejado num molde e deixado para esfriar. Esse método era usado pelos egípcios e ainda é a forma como muitas lentes são feitas hoje.
- Uma grande quantidade do material pode ser reunida no final de um tubo oco, que é então virado e soprado. O vidro é moldado pelo ar que entra no tubo, com a gravidade puxando o material e as ferramentas que o artesão usar para trabalhar com ele.
- Pode-se despejá-lo em um banho de estanho derretido para suporte e soprá-lo com nitrogênio pressurizado para moldá-lo e poli-lo. O vidro feito dessa maneira é chamado de vidro plano, e é assim que os painéis desse material têm sido feitos desde 1950.
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Deixe o vidro esfriar. Não o deixe em qualquer lugar onde ele possa ser perturbado ou onde poeira, folhas ou água possam cair. Introduzir materiais frios ao vidro quente pode fazer com que ele rache.
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Trate o vidro com calor para fortalecê-lo. Esse processo é chamado de recozimento e remove os pontos de estresse que possam ter se formado durante o arrefecimento. O vidro não recozido é muito mais fraco. Depois que esse processo estiver completo, o material pode ser revestido, laminado ou tratado de outra forma para melhorar a força e a durabilidade.
- A temperatura exata para o recozimento pode variar, de acordo com a composição do vidro, de 399 ºC a 537,7 ºC. A velocidade com que o material precisa resfriar também pode variar, sendo que, geralmente, as peças maiores precisam esfriar mais lentamente do que as menores. Pesquise sobre os métodos de recozimento antes de começar.
- Um processo relacionado a esse é o de têmpera, no qual o vidro moldado e polido é colocado num forno, aquecido até 600 graus Celsius e depois resfriado rapidamente com jatos de ar em alta pressão. O vidro recozido quebra-se em lascas a 0,29 MPa, enquanto o temperado se quebra em pedaços pequenos a não menos que 0,48 MPa e geralmente a cerca de 1,15 MPa.
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Prepare uma fornalha substituta usando uma grelha para churrasco a carvão. Esse método utiliza o calor gerado por uma grande fogueira alimentada com carvão para derreter a areia de sílica em vidro. Os materiais usados são relativamente baratos e comuns - teoricamente, você só precisará de uma viagem rápida a uma loja de materiais de construção para fazer seu próprio vidro. Use uma grelha para churrasco comum - os modelos em "domo" de tamanho padrão funcionam bem. Compre a mais grossa e resistente disponível. A maior parte das grelhas terá uma abertura na parte de baixo que deverá ficar aberta.
- Mesmo com as temperaturas extremamente quentes atingidas usando esse método, pode ser difícil derreter areia de sílica em uma grelha. Adicione uma pequena quantidade (cerca de 1/3 a 1/4 do volume da sua areia) de carbonato de cálcio, cal e/ou bórax (tetraborato de sódio) a ela antes de começar, pois eles abaixam a temperatura de fusão do vidro.
- Caso vá soprar o vidro, deixe um tubo longo e oco de metal à mão. Se for colocá-lo num molde, prepare o molde antes. Se quiser um molde que não queime ou derreta com o calor do vidro derretido, o grafite é uma boa escolha.
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Conheça os perigos desse método. Ele levará uma grelha de churrasco convencional para além de seus limites normais de temperatura, tanto que será capaz de derreter a grelha em si. Se for tentado sem cuidado, pode causar machucados sérios ou morte . Por isso, prossiga com cautela e deixe uma grande quantidade de areia ou terra, ou ainda um extintor aprovado para temperaturas altas, à mão para apagar o fogo caso necessário.
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Tome todas as precauções possíveis para proteger a si mesmo e a sua propriedade do calor. Tente este método sobre uma superfície de concreto ao ar livre, com bastante espaço, e não use qualquer equipamento insubstituível. Fique longe da grelha enquanto aquece o vidro. Use também o máximo de roupas de proteção que for possível, incluindo:
- Luvas para forno resistentes
- Uma máscara de soldador
- Um avental de soldador
- Roupas resistentes ao calor
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Compre um aspirador com um tubo longo. Usando fita adesiva ou outro método, deixe o tubo em ângulo de forma que sopre diretamente para dentro da abertura inferior sem tocar o corpo principal da grelha. Você pode prender o tubo a uma das pernas ou rodas da grelha. Deixe a unidade do aspirador o mais longe da grelha possível.
- Garanta que o tubo está preso e não vai se mover. Caso ele se solte durante o processo, não se aproxime da grelha se ela estiver muito quente.
- Ligue o aspirador para testar o posicionamento do tubo, que deverá soprar direto para dentro da abertura.
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Forre a parte de dentro da grelha com carvão. Use mais do que usaria para preparar carne: resultados satisfatórios foram obtidos enchendo a grelha quase até a borda. [3] X Fonte de pesquisa Coloque um pote ou cadinho de ferro fundido contendo a areia no centro da grelha, cercado por carvão.
- O carvão de madeira de lei queima mais rápido e gera mais calor do que aquele em bríquetes, tornando-se uma escolha melhor, se estiver disponível. [4] X Fonte de pesquisa
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Acenda o carvão. Consulte a embalagem para saber se ele pode ser aceso diretamente ou se requer fluido. Deixe que as chamas se espalhem de maneira uniforme.
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Espere até o carvão ficar quente. Quando ele estiver acinzentado e emanando um brilho laranja, estará pronto. Você deverá ser capaz de sentir o calor apenas ficando perto da grelha.
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Ligue o aspirador para arejar o carvão. O carvão alimentado com ar pela parte inferior pode ficar extremamente quente (chegando a até 1.093 ºC). [5] X Fonte de pesquisa ) Cuidado, pois podem surgir chamas grandes.
- Se ainda não conseguir chegar a temperaturas elevadas o suficiente, experimente recolocar a tampa enquanto passa ar pela abertura.
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Quando o vidro tiver derretido, use utensílios de metal para removê-lo e moldá-lo com muito cuidado. Por causa da temperatura baixa desse método, o vidro derretido pode ser mais duro e difícil de trabalhar do que aquele que sai de uma fornalha. Molde-o com um tubo, um molde ou outras ferramentas como faria normalmente.Publicidade
Dicas
- Algumas areias de praia podem ser usadas no lugar da sílica pura, embora o vidro resultante possa ser opaco, descolorido ou de qualidade inferior. Use a areia mais branca, mais fina e mais uniforme que estiver disponível.
- Se sua areia ou aditivos tiverem grânulos grandes, pulverize-os com um gral e um pistilo ou com um moedor mecânico, pois as partículas mais finas derretem mais rápido.
- Pode-se adicionar peças moídas de vidro velho à areia antes de derretê-la para reciclá-las em vidro novo. O vidro antigo precisa ser checado primeiro para ver se não tem impurezas que poderiam enfraquecer o novo. Procure por bolhas.
- Ao moer vidro, use uma máscara para evitar a inalação acidental.
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Avisos
- Tentar extinguir fogueiras muito quentes com água pode piorá-las. Por exemplo, um fogo que queima a 2.000 graus Celsius é quente o suficiente para separar a água em átomos de hidrogênio e oxigênio, liberando uma enorme quantidade de energia na forma de calor. [6]
X
Fonte de pesquisa
Para as fogueiras muito quentes, é melhor manter um balde grande de areia ou de terra por perto.
- Os extintores Classe D contêm cloreto de sódio (sal comum) e são usados para apagar o fogo alimentado por metal.
- Sempre tome cuidado perto de fontes de calor intenso. Nunca tente fazer vidro perto de crianças ou animais de estimação.
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Materiais Necessários
- Areia de sílica (dióxido de silício)
- Carbonato de sódio
- Óxido de cálcio (cal)
- Outros óxidos e sais (ex.: óxido de magnésio, óxido de alumínio, óxido de ferro, óxido de magnésio ou sais de sódio ou de cálcio - opcionais)
- Óxido de chumbo (opcional)
- Cadinho, forma ou tubo oco resistente ao calor
- Fornalha ou forno para vidro
Referências
- ↑ http://www.jstor.org/discover/10.2307/1357319?uid=3739256&uid=2&uid=4&sid=21102753291293
- ↑ https://www.google.com/#q=silica+sand&tbm=shop
- ↑ http://www.popsci.com/diy/article/2008-11/making-glass-grill-video?page=0%2C1
- ↑ http://www.stripersonline.com/t/535713/whats-the-hottest-charcoal
- ↑ http://www.popsci.com/diy/article/2008-11/making-glass-grill-video?page=0%2C0
- ↑ http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/gen06/gen06107.htm
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