¿Es posible soldar vidrio y metal?

No es posible soldar vidrio y metal.

Buena pregunta porque requiere una lección simple en soldadura por fusión, expansión térmica, ciencia de materiales y humectabilidad en relación con la energía superficial.

  • La soldadura [1] produce una unión donde los materiales a unir se mezclan en la fase fundida y luego se solidifican para producir una estructura de solidificación de la mezcla resultante. Esto también se conoce como soldadura por fusión [2].

  • El vidrio es un óxido, típicamente óxido de silicio con fuerte unión iónica. Los átomos de metal líquido están unidos por enlaces metálicos, compartiendo algunos electrones. El vidrio unido iónico no tiene electrones que compartir para unirse y mezclarse con un metal. Para mezclar o disolverse en metal líquido, el enlace de oxígeno de silicio tendría que romperse por una reacción iónica más fuerte … y entonces solo estaríamos mezclando silicio y metal base.
  • Además, la densidad del vidrio es mucho más baja que la del metal en forma líquida y flotará rápidamente en la superficie del metal, ¡a menos que hagamos esto en el espacio exterior! pero todavía no se mezclarán, metalúrgicamente.
  • Los vidrios a veces pueden unirse a metales especialmente aleados o preparados como “sellado de vidrio” [3] donde la energía de la superficie del metal se altera para permitir la humectación del vidrio sobre el metal y el coeficiente de expansión térmica del metal es similar a vaso; de lo contrario, el enlace de vidrio se romperá al enfriarse.

El metal líquido y el vidrio líquido no son miscibles, es decir, no se mezclan, al menos en los términos más normales que conocemos, por lo que no es posible soldar vidrio y metal como se entiende en los métodos de soldadura clásicos.

Notas al pie

[1] Soldadura – Wikipedia

[2] Soldadura por fusión – Wikipedia

[3] Sello de vidrio a metal – Wikipedia

Algo así como.

Puede fusionar vidrio a metales bajo condiciones cuidadosamente controladas, pero esto no es realmente soldar en sentido estricto o como se entiende normalmente la soldadura.

La aplicación más común de esto es el esmaltado de un proceso en el que se pinta una suspensión de vidrio en polvo sobre algún sustrato y luego se fusiona al disparar en un horno.

La superficie resultante es muy dura y razonablemente resistente y puede producir colores brillantes y rápidos, y se ha utilizado ampliamente tanto para artículos decorativos como domésticos.

En términos de juntas estructurales en lugar de recubrimientos, incluso si pudiera crear uniones soldadas entre el vidrio y el metal, probablemente no desearía, ya que las juntas al vidrio generalmente necesitan un poco de flexibilidad para proteger el vidrio y permitir diferencias en la expansión térmica.

Soldadura, No. Pero es posible soldarlos. También es posible diseñar un sello mecánico. Pero como mencionó Tom, la expansión térmica (CTE) de ambos materiales debe coincidir.

Uno puede unir algunos tipos de vidrio específicos a algunos metales específicos (y semiconductores) utilizando un proceso conocido como unión anódica.

Enlace anódico – Wikipedia