controle da cristalização de vidros cerâmicos com dois agentes nucleantes professor: samuel...
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Controle da cristalização de vidros cerâmicos com dois
agentes nucleantes
Professor: Samuel Márcio Toffoli
Equipe 8:Carla Yuri MatsumotoCarolina Alves Pereira Fernandes MachadoMarcelle Herescu
Anmin Hu, Ming Li, Dali MaoState Key Laboratory of the Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering,
Shanghai Jiaotong University, 1954 Huashan road, Shanghai, China
Introdução
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Resultadose discussão
Síntese
Análise de:1. Propriedades mecânicas2. Tamanhos de grão3. Transparência4. Solução sólida de quartzo-β
Síntese
Vidro cerâmicoLi2O-Al2O3-SiO2
(LAS)
Variação de TiO2
2 % em peso de
ZrO2
Síntese
Introdução
Introdução
Obter a microestrutura e propriedades ótimas do LAS
Baixo coeficiente
de expansão térmica
Excelente durabilidade
química
Excelente durabilidade
térmicaConclusão
ProcedimentosExperimentais
Resultadose discussão
Introdução
Fase sólida de quartzo-β em solução de grãos finos
Fase homogênea
Cristalização
Nucleação
Controle da cristalização por aditivos
Síntese
Introdução
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Resultadose discussão
Introdução - opcional
• Doherty: cristalização de vidros remanescentes
• Miller: efeito nucleante
• Schiffner: influência da variação de ZrO2 e TiO2
• Lin: viscosidade
• Hsu: temperatura de fusão
Síntese
Introdução
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Resultadose discussão
Introdução
ZrO2 em torno de 2% em peso
variou-se % TiO2
Agentes nucleantes
Síntese
Introdução
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Resultadose discussão
Pontos analisados
Propriedades mecânicas
Propriedades ópticas
Resistência a flexão
Módulo de elasticidade
Tenacidade à fratura
Coeficiente de expansão térmica
Resistência ao choque térmico
Transparência óptica
IntroduçãoSíntese
Introdução
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Resultadose discussão
Introdução
ProcedimentosExperimentais
Procedimentos Experimentais
1580°C por 3h 600°C
Síntese
Conclusão
Resultadose discussão
Procedimentos ExperimentaisAnálise Térmica
Diferencial (DTA)
Trituração dos Vidros para
cerca de 100 – 200 µm
Difração de raio-X (XDR)
Microscopia por varredura (SEM)
Gravuras Químicas
Resistência mecânica pelo método dos 3
pontos
Dureza Vickers Densidade Análise termo-mecânica (TMA)
Espectro-fotômetro
Resistência ao choque térmico
Introdução
ProcedimentosExperimentais
Síntese
Conclusão
Resultadose discussão
Síntese
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Introdução
Resultados e discussão
Procedimentos Experimentais
Padrão de difração de raios X para amostra de vidro LAS–2% ZrO2–xTiO2 cristalizados a 840 °C por 2 h.
Procedimentos ExperimentaisSíntese
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Introdução
Resultados e discussão
T1 T2
T3 T4
T0
Síntese
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Introdução
Resultados e discussão
Procedimentos Experimentais
• A transparência ótica varia em visibilidade:
11% para λ = 400 nm;
78% para λ = 700nm;
Perto do infravermelho (λ = 1600 nm), transparência ótica de 90%.
• Grãos mais finos maior transparência ótica.
Transparência Ótica
Transparência óptica da vitrocerâmica LAS–2% ZrO2–xTiO2 com diferentes quantidades de aditivos TiO2.
Procedimentos ExperimentaisSíntese
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Introdução
Resultados e discussão
Síntese
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Introdução
Resultados e discussão
Procedimentos Experimentais
Propriedades mecânicas
• A amostra T1 tem as propriedades mais baixas;• Ao aumentar o teor de TiO2 para 2%, as propriedades
aumentam;• As amostras T3 e T4 apresentam excesso de TiO2, o que
aumenta o tamanho de grão e portanto as propriedades diminuem;
• Com teor de 2,36% de TiO2, as propriedades são máximas.
Síntese
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Introdução
Resultados e discussão
Procedimentos Experimentais
Equação de Kissinger:2
2ln constanteP
P
T ERT
Síntese
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Introdução
Resultados e discussão
Procedimentos Experimentais
ln(TP2 /α) x 1/TP
Síntese
Conclusão
ProcedimentosExperimentais
Introdução
Resultados e discussão
Procedimentos ExperimentaisAnálise de n
Equação de Augis-Bennett:22.5 PRTn x
T E
• 1% TiO2 → n=2.2±0.3 (mínimo)• 2.36% TiO2 → n=3.4 (máximo)• 4% TiO2 → n=2.6±0.3
Analisando E e n, conclui-se que os melhores agentes nucleantes nos vidros LAS são:
2% ZrO2 + 2.36% TiO2.
Síntese
Resultadose discussão
ProcedimentosExperimentais
Introdução
Conclusão
Conclusão
Pontos analisados
Propriedades mecânicas
Propriedades ópticas
Resistência a flexão
Módulo de elasticidade
Tenacidade à fratura
Coeficiente de expansão térmica
Resistência ao choque térmico
Transparência óptica
2% ZrO2 + 2.36% TiO2