Un opacificante es una sustancia que se agrega a un material para hacer que el sistema resultante sea opaco . Un ejemplo de opacificante químico es el dióxido de titanio (TiO 2 ), que se utiliza como opacificante en pinturas, papel y plásticos. Tiene un índice de refracción muy alto (modificación de rutilo 2.7 y modificación de anatasa 2.55) y la refracción óptima se obtiene con cristales de aproximadamente 225 nanómetros. Las impurezas en el cristal alteran las propiedades ópticas. [1] También se utiliza para opacificar esmaltes cerámicos [2] y vidrio de leche ; también se utiliza ceniza de hueso .
Los opacificantes deben tener un índice de refracción (RI) sustancialmente diferente del sistema. Por el contrario, la claridad se puede lograr en un sistema eligiendo componentes con índices de refracción muy similares. [3]
Gafas
Los vasos de leche antiguos usaban cristales de antimoniato de calcio, formado en la fusión a partir del calcio presente en el vidrio y un aditivo de antimonio. Los vidrios de color amarillo opaco contenían cristales de antimoniato de plomo ; El mineral de bindheimita puede haberse utilizado como aditivo. En condiciones oxidantes, el plomo también forma piroantimoniato de plomo disuelto de forma incompleta (Pb 2 Sb 2 O 7 ). A partir del siglo II a. C., el óxido de estaño aparece en uso como opacificante, probablemente en forma de mineral de casiterita . El amarillo opaco se puede producir como estannato de plomo ; el color es más pálido que el del antimoniato de plomo. Posteriormente se utilizaron fosfatos de calcio y sodio; La ceniza de hueso contiene fosfato cálcico en una proporción elevada. También se utilizó fluoruro de calcio, especialmente en China. [4]
Para la cerámica dental, se utilizan varios enfoques. Pueden precipitarse cristales de espodumena o mica . Pueden usarse fluoruros de aluminio, calcio, bario y magnesio con un tratamiento térmico adecuado. Se puede utilizar óxido de estaño, pero la zirconia y la titania dan mejores resultados; para la titania, el tamaño de partícula resultante apropiado está entre submicrones y 20 µm. Otro opacificante deseable es el óxido de zinc . [5]
Los opacificantes también deben formar pequeñas partículas en el sistema. Los opacificantes son generalmente inertes .
Opacificantes de rayos X
En el contexto de los rayos X, los opacificantes son aditivos con alta absorción de rayos X; típicamente se trata de partículas o compuestos de plomo, bario (a menudo sulfato de bario ), tungsteno u otros elementos de alto peso atómico. A veces, se agregan opacificantes a los implantes médicos para hacerlos visibles bajo las imágenes de rayos X. Esto es especialmente cierto en el caso de la mayoría de los polímeros que a menudo son irreconocibles en el cuerpo cuando se observan con rayos X.
Propelentes de cohetes
En los propulsores de cohetes sólidos y algunos polvos translúcidos sin humo , el método principal de transferencia de calor al grano del propulsor del proceso de combustión es por radiación, y se pueden agregar opacificantes como el " negro de la lámpara " a la mezcla del propulsor para asegurar que el calor no penetre. muy por debajo de la superficie del grano, lo que podría causar detonación. Los opacificantes también evitan el sobrecalentamiento de la superficie y la ignición prematura localizada en los granos donde están presentes las imperfecciones que absorben la radiación térmica. El negro de carbón se usa comúnmente para este propósito; otros aditivos posibles son nigrosina , azul de Prusia , azul de metileno , etc., en cantidades que varían comúnmente entre 0.1 y 0.5%. [6]
Referencias
- ^ Karvinen, S. (2003). "Los efectos de los oligoelementos sobre las propiedades cristalinas del TiO2". Ciencias del Estado Sólido . 5 (5): 811–819. Código bibliográfico : 2003SSSci ... 5..811K . doi : 10.1016 / S1293-2558 (03) 00082-7 .
- ^ Óxido de estaño (SnO2) Óxido estánnico - Propiedades y aplicaciones , la A a la Z de los materiales .
- ^ Raghavan, V. (2004). Ciencia e ingeniería de materiales: un primer curso . India : Prentice Hall . ISBN 81-203-2455-2.
- ^ Henderson, Julian (15 de abril de 2013). La ciencia y la arqueología de los materiales: una investigación de los materiales inorgánicos . Routledge. ISBN 9781135953171.
- ^ El-Meliegy, Emad; Noort, Richard van (2 de diciembre de 2011). Vidrios y vitrocerámicas para aplicaciones médicas . Springer Science & Business Media. ISBN 9781461412281.
- ^ Ejército de Estados Unidos. Enciclopedia de explosivos y artículos relacionados , vol.8