Processamento e desempenho mecânico de vitrocerâmicos obtidos a partir do basalto da Serra Gaúcha

• Autor(a) principal: Titton, Ângelo Pradella
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UCS
• Texto Completo: https://repositorio.ucs.br/11338/4806
• topic: Basalto; Vidro - Tratamento térmico; Microestrutura; Basalt; Glass - Heat treatment; Microstructure

Uma das principais formações de rochas ígneas dos países ocidentais, denominada Formação Serra Geral (FSG), está localizada no sul do Brasil e se estende sobre parte significativa do território do Estado do Rio Grande do Sul, formando o Planalto Gaúcho. Essas rochas, como basaltos e dacitos, são utilizadas há séculos como pavimento, elemento estrutural em edificações, rochas ornamentais, entre outros. A possibilidade de fundir essas rochas e transformá-las em materiais vitrocerâmicos as tornam materiais tecnológicos de alto valor agregado, porém ainda não são fabricados no Brasil. Os basaltos podem ser fundidos em temperaturas próximas de 1200 °C e, se resfriados a uma taxa suficientemente alta, formam vidros. Tratamentos térmicos com controle de temperatura e tempo transformam os vidros em vitrocerâmicos com microestrutura definida, que irá influenciar diretamente as propriedades do produto final. Neste trabalho, foram avaliadas as propriedades mecânicas dos vitrocerâmios do basalto da FSG em função da microestrutura. A rocha basáltica, sem adição de agentes nucleantes foi fundida e resfriada bruscamente em moldes metálicos. Tratamentos térmicos foram conduzidos à temperatura de 1070 °C por 40 min, 6 h e 36 h. A caracterização microestrutural indicou que o tempo de tratamento térmico na temperatura de cristalização do vidro controla o índice de cristalinidade, IC, e o tamanho dos cristais do vitrocerâmico. Fases como magnetita (FeO.Fe2O3), labradorita (anortita sódica) ((Ca,Na)(Al,Si)4O8) e piroxênio (augita) ((Ca,Na)(Mg,Fe,Al,Ti)(Si,Al)2O6) foram identificadas por difração de raios x (DRX). Tanto a densidade aparente quanto a tenacidade à fratura do vitrocerâmico aumentaram e são linearmente dependentes do IC. O tratamento térmico de 36 h resultou no maior IC, 64%, na maior densidade aparente 2,90 g/cm³, e na maior KIC, 1,33 MPa.m1/2. Já para a dureza, o maior valor encontrado foi para o tratamento térmico de 6 h, 7,34 GPa. Assim, pode-se concluir que para tempos de tratamento térmico mais prolongados, tanto o IC quanto o tamanho dos cristais aumentaram e influenciaram diretamente na propagação das trincas através do material e, portanto, que a produção de vitrocerâmicos com microestrutura controlada a partir do basalto da serra gaúcha é tecnicamente viável. [resumo fornecido pelo autor]