Estudo da cinética de cristalização e dos parâmetros térmicos de vidros fosfato dopados com terra-rara
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFJF |
Texto Completo: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15182 |
Resumo: | No presente trabalho estudou-se a cinética de cristalização e os parâmetros térmicos de vidros fosfatos com o sistema 25 − 2 − 2 − − − − 23 dopado com diferentes concentrações de 23 (0.1 , 0.2 , 1.0 e 2.0 em mol%). O sistema foi desenvolvido visando à aplicação em áreas como a fotônica e vitro-cerâmicas, tanto na escala científica e industrial. Tal sistema é inédito e relativamente mais barato se comparado a outros, como, por exemplo, os vidros a base de Silício e Telúrio. Diante do objetivo geral, a pesquisa foi desenvolvida em etapas, sendo: a primeira a escolha dos componentes (reagentes) do sistema; a segunda as sínteses das amostras variando a concentração do dopante; e a terceira a caracterização através das técnicas de Análise Térmica Diferencial (DTA), Termogravimetria (TGA) e Difração de Raios X (DRX), utilizando um Analisador Térmico Simultâneo STA 449 F3 Jupiter® localizado no Centro de Pesquisa em Materiais (CPEM) e um Difratômetro D8 Advance DaVinci localizado no Núcleo de Espectroscopia e Estrutura Molecular (NEEM), ambos laboratórios da UFJF. Com o intuito de verificar a cristalização do sistema, as amostras de vidro base (matriz) e dopado com 1,0mol% de Nd foram condicionadas a um tratamento isotérmico, a 450ºC e 500ºC o vidro base, e 450ºC, 500ºC e 600ºC o vidro 1,0mol% de Nd por uma hora e trinta minutos. Os parâmetros de estabilidade vítrea (parâmetros GS) foram calculados usando os resultado obtidos da Análise Térmica Diferencial, tais resultados foram também utilizados para os cálculos da cinética de cristalização e nucleação. A nucleação e o crescimento de cristais foram estudados sob condições não-isotérmicas através do método de Kissinger-Ligero, determinando os valores da Energia de Ativação para Cristalização e do parâmetro de Avrami para o sistema. |
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Diante do objetivo geral, a pesquisa foi desenvolvida em etapas, sendo: a primeira a escolha dos componentes (reagentes) do sistema; a segunda as sínteses das amostras variando a concentração do dopante; e a terceira a caracterização através das técnicas de Análise Térmica Diferencial (DTA), Termogravimetria (TGA) e Difração de Raios X (DRX), utilizando um Analisador Térmico Simultâneo STA 449 F3 Jupiter® localizado no Centro de Pesquisa em Materiais (CPEM) e um Difratômetro D8 Advance DaVinci localizado no Núcleo de Espectroscopia e Estrutura Molecular (NEEM), ambos laboratórios da UFJF. Com o intuito de verificar a cristalização do sistema, as amostras de vidro base (matriz) e dopado com 1,0mol% de Nd foram condicionadas a um tratamento isotérmico, a 450ºC e 500ºC o vidro base, e 450ºC, 500ºC e 600ºC o vidro 1,0mol% de Nd por uma hora e trinta minutos. Os parâmetros de estabilidade vítrea (parâmetros GS) foram calculados usando os resultado obtidos da Análise Térmica Diferencial, tais resultados foram também utilizados para os cálculos da cinética de cristalização e nucleação. A nucleação e o crescimento de cristais foram estudados sob condições não-isotérmicas através do método de Kissinger-Ligero, determinando os valores da Energia de Ativação para Cristalização e do parâmetro de Avrami para o sistema.In the present work the kinetics of crystallization and the thermal parameters of glass phosphates with the system 25 − 2 − 2 − − − − 23 doped with different concentrations of 23 (0.1 , 0.2 , 1.0 e 2.0 in mol%) were studied . The system was developed for application in areas such as photonics and vitro-ceramics, both on the scientific and industrial scale. Such a system is unprecedented and relatively cheaper compared to others, such as, for example, Silicon and Tellurium based glass. In view of the general objective, the research was developed in stages, being: first the choice of components (reagents) of the system; the second to sample syntheses varying the dopant concentration; and the third the characterization using the techniques of Differential Thermal Analysis (DTA), Thermogravimetry (TGA) and X-ray Diffraction (XRD) using a Jupiter® STA 449 F3 Simultaneous Thermal Analyzer located at the Centro de Pesquisa em Materiais (CPEM) and a D8 Advance DaVinci Diffractometer located in the Núcleo de Espectroscopia e Estrutura Molecular (NEEM), both laboratories of the UFJF. In order to verify the crystallization of the system, samples of base glass (matrix) and doped with 1.0mol% Nd were conditioned to an isothermal treatment, at 450ºC and 500°C the base glass, and 450ºC, 500ºC and 600°C glass 1.0mol% Nd for one hour and thirty minutes. The parameters of glassy stability (GS parameters) were calculated using the results obtained from Differential Thermal Analysis, these results were also used for calculations of crystallization and nucleation kinetics. Nucleation and crystal growth were studied under non-isothermal conditions by the Kissinger-Ligero method, determining the values of the Activation Energy for Crystallization and the Avrami parameter for the systemCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em FísicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAVidros fosfatosParâmetros GSCinética de cristalizaçãoAvramiNucleaçãoPhosphate glassesGS parametersCrystallization kineticsAvramiNucleationEstudo da cinética de cristalização e dos parâmetros térmicos de vidros fosfato dopados com terra-rarainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALvictorhugodeoliveira.pdfvictorhugodeoliveira.pdfapplication/pdf3636576https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15182/1/victorhugodeoliveira.pdf809d3a2d4ad2385368c5ae7c4b9e04feMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15182/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15182/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTvictorhugodeoliveira.pdf.txtvictorhugodeoliveira.pdf.txtExtracted texttext/plain143685https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15182/4/victorhugodeoliveira.pdf.txt1a4844f8977acfa9d0b4d0d2455e07f7MD54THUMBNAILvictorhugodeoliveira.pdf.jpgvictorhugodeoliveira.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1178https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15182/5/victorhugodeoliveira.pdf.jpg8321b08ea1c485cc38b71be87240dcb7MD55ufjf/151822023-03-15 03:10:54.602oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2023-03-15T06:10:54Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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