Nanoindentação em vitrocerâmicas de dissilicato de Lítio-Fractografia e propriedades mecânicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Massardo, Sara Blunk
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/26148
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Carlos Maurício Lepienski
id UFPR_c1222a8ce7628436babc6051e0672995
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/26148
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str 308
spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPELepienski, Carlos Mauricio, 1954-Massardo, Sara Blunk2024-05-09T19:14:40Z2024-05-09T19:14:40Z2011https://hdl.handle.net/1884/26148Orientador: Prof. Dr. Carlos Maurício LepienskiTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais e Processos. Defesa: Curitiba, 27/05/2011Bibliografia: fls. 98-102Área de concentração: Engenharia e ciência de materiaisResumo: Vitrocerâmicas são obtidas a partir da cristalização controlada de vidros e apresentam características diferentes do vidro original. Neste trabalho são apresentados estudos de propriedades mecânicas e processos de fratura em materiais vítreos e vitrocerâmicos de dissilicato de lítio (Li2O-SiO2), obtidos pelo emprego de ensaios mecânicos de nanoindentação. As temperaturas utilizadas nos tratamentos térmicos foram de 454 °C e 610 °C para nucleação e crescimento de cristais respectivamente. As propriedades mecânicas das vitrocerâmicas apresentaram variação em relação à fração cristalina superficial. A dureza e o módulo elástico foram obtidos por nanoindentação utilizando um penetrador do tipo Berkovich. O vidro LS2 apresentou dureza e módulo elástico de 5,8 ± 0,5 GPa e 78 ± 2 GPa respectivamente. E a vitrocerâmica totalmente cristalina apresentou dureza de 8,0 ± 0,6 GPa e módulo elástico de 83 ± 6 GPa. A tenacidade a fratura e os processos de fratura foram analisados por nanoindentação utilizando duas pontas com geometrias diferentes: Canto de cubo e um penetrador com quatro faces, cujo ângulo formado entre o eixo da pirâmide com as faces é igual ao ângulo da ponta Canto de Cubo. O método das trincas radiais foi utilizado para o cálculo da tenacidade a fratura e dois modelos foram empregados: Lawn e Niihara. Foi verificado um aumento no valor da tenacidade à fratura em relação à fração cristalina utilizando a ponta Canto de Cubo e o modelo desenvolvido por Lawn. O vidro LS2 e a vitrocerâmica totalmente cristalina apresentaram tenacidade a fratura de 0,5 ± 0,1 MPa.m1/2 e 1,6 ± 0,4 MPa.m1/2 respectivamente. Foi possível calcular a tenacidade a fratura apenas do vidro LS2 e da vitrocerâmica parcialmente cristalina devido a distribuição de tensões durante o teste de nanoindentação pela ponta de quatro faces. Os valores da tenacidade à fratura para o vidro LS2 encontrados utilizando a ponta de quatro faces e os modelos de Lawn e Niihara foram de 0,78 ± 0,1 MPa.m1/2 e 0,80 ± 0,1 MPa. m1/2. E a vitrocerâmica parcialmente cristalina apresentou tenacidade à fratura de 0,76 ± 0,1 MPa.m1/2 para os dois modelos utilizados.Abstract: Glass-ceramics are obtained from controlled crystallization of glass and have different characteristics of the original glass. This paper presents studies of mechanical properties and fracture processes in glass-ceramic and glassy materials of lithium disilicate (Li2O-SiO2), obtained by mechanical testing of nanoindentation. The temperatures used in heat treatments were 454 °C and 610 °C for nucleation and crystal growth, respectively. The mechanical properties of glass ceramics showed variation in relation to the crystalline material surface. The hardness and elastic modulus were obtained by nanoindentation using a Berkovich indenter type. Glass LS2 presented hardness and elastic modulus of 5.8 ± 0,5 GPa and 78 ± 2 GPa respectively. And the crystal clear glass ceramics showed hardness of 8.0 ± 0,6 GPa and modulus of 83 ± 6 GPa. The fracture toughness and fracture processes were studied by nanoindentation using two tips with different geometries: a cube corner indenter and a tip with four-sided, whose angle between the axis of the pyramid with the faces equals the angle of the tip Corner Cube. The method of radial cracks was used to calculate the fracture toughness and two models were employed: Lawn and Niihara. There was an increase in the value of fracture toughness in relation to the crystalline material using the tip of the corner cube and the model developed by Lawn. The glass ceramic and crystal clear LS2 showed fracture toughness of 0.5 ± 0,1 and 1.6 ± 0,4 MPa.m1/2 respectively. It was possible to calculate the fracture toughness of only glass and ceramic LS2 partially crystalline due to distribution stress during the test by nanoindentation tip with four faces. The values of fracture toughness for glass LS2 found using the tip and sides of four models of Lawn and Niihara were 0.78 ± 0,1 and 0.80 ± 0,1 MPa.m1/2. And the partially crystalline glass ceramics showed the fracture toughness of 0.76 ± 0,1 MPa.m1/2 for the two models used.102f. : il. , grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalVidroCristalizaçãoCristalografiaEngenharia de Materiais e MetalurgiaNanoindentação em vitrocerâmicas de dissilicato de Lítio-Fractografia e propriedades mecânicasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALDISSERTACAO FINAL 21-06.pdfapplication/pdf5807929https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/26148/1/DISSERTACAO%20FINAL%2021-06.pdf7e3fafa5ce05ba2f66d3ccdda224c401MD51open accessTEXTDISSERTACAO FINAL 21-06.pdf.txtExtracted Texttext/plain158827https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/26148/2/DISSERTACAO%20FINAL%2021-06.pdf.txt96ab2abdb3c1671baa9aa6a165dcc387MD52open accessTHUMBNAILDISSERTACAO FINAL 21-06.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1267https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/26148/3/DISSERTACAO%20FINAL%2021-06.pdf.jpgf86d927605c2d026c3453294f493986dMD53open access1884/261482024-05-09 16:14:40.214open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/26148Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-05-09T19:14:40Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Nanoindentação em vitrocerâmicas de dissilicato de Lítio-Fractografia e propriedades mecânicas
title Nanoindentação em vitrocerâmicas de dissilicato de Lítio-Fractografia e propriedades mecânicas
spellingShingle Nanoindentação em vitrocerâmicas de dissilicato de Lítio-Fractografia e propriedades mecânicas
Massardo, Sara Blunk
Vidro
Cristalização
Cristalografia
Engenharia de Materiais e Metalurgia
title_short Nanoindentação em vitrocerâmicas de dissilicato de Lítio-Fractografia e propriedades mecânicas
title_full Nanoindentação em vitrocerâmicas de dissilicato de Lítio-Fractografia e propriedades mecânicas
title_fullStr Nanoindentação em vitrocerâmicas de dissilicato de Lítio-Fractografia e propriedades mecânicas
title_full_unstemmed Nanoindentação em vitrocerâmicas de dissilicato de Lítio-Fractografia e propriedades mecânicas
title_sort Nanoindentação em vitrocerâmicas de dissilicato de Lítio-Fractografia e propriedades mecânicas
author Massardo, Sara Blunk
author_facet Massardo, Sara Blunk
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Lepienski, Carlos Mauricio, 1954-
dc.contributor.author.fl_str_mv Massardo, Sara Blunk
contributor_str_mv Lepienski, Carlos Mauricio, 1954-
dc.subject.por.fl_str_mv Vidro
Cristalização
Cristalografia
Engenharia de Materiais e Metalurgia
topic Vidro
Cristalização
Cristalografia
Engenharia de Materiais e Metalurgia
description Orientador: Prof. Dr. Carlos Maurício Lepienski
publishDate 2011
dc.date.issued.fl_str_mv 2011
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2024-05-09T19:14:40Z
dc.date.available.fl_str_mv 2024-05-09T19:14:40Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1884/26148
url https://hdl.handle.net/1884/26148
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.pt_BR.fl_str_mv Disponível em formato digital
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 102f. : il. , grafs., tabs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/26148/1/DISSERTACAO%20FINAL%2021-06.pdf
https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/26148/2/DISSERTACAO%20FINAL%2021-06.pdf.txt
https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/26148/3/DISSERTACAO%20FINAL%2021-06.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 7e3fafa5ce05ba2f66d3ccdda224c401
96ab2abdb3c1671baa9aa6a165dcc387
f86d927605c2d026c3453294f493986d
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813898867251347456

Registros relacionados