Cinética de cristalização superficial de vidros monolíticos e comportamento mecânico de vitrocerâmicas dos sistemas LZS e LZSA

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Teixeira, Alexandre Henrique Bortolotto
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/169904
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Gradução em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016.
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spelling Cinética de cristalização superficial de vidros monolíticos e comportamento mecânico de vitrocerâmicas dos sistemas LZS e LZSACiência dos materiaisEngenharia de materiaisCristalizaçãoVidroDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Gradução em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016.A cinética de crescimento de camadas cristalinas superficiais e sua influência nas propriedades mecânicas, foram estudadas em vidros dos sistemas LZS, 9,56Li2O?22,36ZrO2?68,08SiO2 (% massa) e LZSA, 11,70Li2O?12,60ZrO2?7,10Al2O3?68,60SiO2 (% massa). O vidro foi produzido a partir de matérias-primas (Li2CO3, ZrSiO4, Al2O3 e SiO2), comercialmente disponíveis. Estas foram dosadas, homogeneizadas e fundidas a 1550 °C/ 120 min e, os líquidos obtidos, vazados em molde metálico. Foi determinada a composição química dos vidros obtidos e análises térmicas foram realizadas para a determinação do coeficiente de expansão térmica e das temperaturas características dos vidros produzidos por meio de calorimetria diferencial exploratória. Analisou-se a cinética de cristalização superficial onde, primeiramente, determinou-se, usando o método não isotérmico de Kissinger, a energia para a cristalização dos vidros. Em seguida, amostras dos vidros foram preparadas e submetidas a tratamentos térmicos em diferentes temperaturas (825 950 °C) e tempos (30 150 min), formando camadas cristalinas superficiais. Foi realizado o corte e a preparação ceramográfica (seção transversal), tal que imagens das camadas cristalizadas formadas puderam ser visualizadas (MO/MEV) e medidas. Os resultados mostraram que é possível obter-se vitrocerâmicos dos sistemas LZS e LZSA, contendo silicatos de lítio e de zircônio e espodumênio-ß. As espessuras variaram entre 13 e 3480 µm, com taxas de crescimento entre 0,4 e 25 µm/min. Amostras dos vidros foram submetidas a tratamentos térmicos (775 °C/ 540 780 min, LZS, 700 °C/ 480 720 min, LZSA) para a formação de uma camada cristalina superficial e posterior análise das propriedades mecânicas dos vitrocerâmicos formados. Para ambos os sistemas, houve um incremento nas propriedades analisadas que foram módulo de elasticidade, resistência mecânica à flexão e microdureza Vickers. Este incremento está ligado a formação de uma camada de forças compressivas superficiais geradas em função da evolução da camada cristalina.<br>Abstract : The growth kinetics of surface crystalline layers and its effect on mechanical properties were studied in glasses system LZS, 9,56Li2O?22,36ZrO2?68,08SiO2 (wt. %) and LZSA, 11,70Li2O?12,60ZrO2?7,10Al2O3?68,60SiO2 (wt. %). The glasses were produced from commercial raw materials (Li2CO3, ZrSiO4, Al2O3 e SiO2). These, were weighted, homogenized and melted (1550 °C/ 120 min) and casted in metal mold. Was determined the chemical composition of the glasses and thermal analysis were done in order to determine thermal expansion coefficient and the characteristic temperatures of the glasses produced by differential scanning calorimetry. We analyzed the surface crystallization kinetics; first, it was determined, using the non-isothermal method of Kissinger to determine the energy for crystallizing the glasses. Then samples were prepared and heat-treated at different temperatures (825 ? 950 °C) and times (30 ? 150 min) making the crystal layers. After, the samples were cutted, ground and polished (cross-section), such that images of the crystallized layer formed could be visualized (OM/SEM) and measured. The results shown that is possible to obtain glass-ceramics from LZS and LZSA system, with lithium and zirconium silicates and spodumene-ß. The thickness varied between 13 and 3480 µm, with growth rate between 0.4 and 25 µm/min. Other samples were heat-treated (775 °C/ 540 ? 780 min, LZS, 700 °C/ 480 ? 720 min, LZSA) to generate crystalline layer and evaluate the mechanical properties in the glassceramics obtained. For both, there has been an increase in the analyzed properties, which were elastic modulus, flexural strength and Vickers hardness. This growth is linked to the formation of a compressive layer on surface generated due to the evolution of the crystalline layer.Oliveira, Antonio Pedro Novaes deMontedo, Oscar Rubem KleguesUniversidade Federal de Santa CatarinaTeixeira, Alexandre Henrique Bortolotto2016-10-25T03:12:23Z2016-10-25T03:12:23Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis79 p.| il., grafs., tabs.application/pdf342965https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/169904porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-10-25T03:12:23Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/169904Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-10-25T03:12:23Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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