Efeito da adição de Na2O na viscosidade e devitrificação do vidro obtido a
partir de cinzas volantes e Li2O
Aplicando-se estes valores às equações (2), (3) e (4) determina-se os
respectivos valores:
A=3,17 B=1013 T0=577
Substituídos na equação (1), resulta:
A partir da equação (5) é agora possível descrever a curva logarítmica
viscosidade vs. temperatura, apresentada na figura_5. A equação de Vogel-
Fulcher-Tamman para o sistema em questão, torna-se:
Aplicando-se os valores de viscosidade da tabela_3 na equação (6) pode-se
estimar os intervalos de temperatura para os diferentes processos de
conformação de vidros. No caso particular do processo de prensagem, os valores
da temperatura de trabalho situam-se entre 840 e 1340oC.
Após os tratamentos térmicos de nucleação e cristalização os materiais
analisados por DRX acusaram a presença do aluminossilicato de lítio
(LiAlSi3O8), para as composições de 1% e 3% em massa de Na2CO3 (figura_6),
enquanto que no caso da adição de 5% de Na2CO3, foi detectada a presença da
fase nefelina (NaAlSiO4), além de outra fase cristalina não identificada.
A análise em MEV dos corpos de prova submetidos ao tratamento térmico de
nucleação e crescimento de cristais revelou a presença de nanocristais de
aluminossilicato de lítio (LiAlSi3O8), na forma de plaquetas aleatoriamente
distribuídas no volume da matriz, para as composições de vidro contendo adições
de 1% e 3% em massa de Na2CO3, conforme pode ser verificado na figura_7. O
tamanho médio dos cristais situa-se em torno de 300 nm, indicando um grande
potencial da vitro-cerâmica produzida no sentido de se alcançar elevado
desempenho relativamente às propriedades mecânicas, visto que a tenacidade e a
resistência à fratura e, por conseguinte, a confiabilidade estrutural de
componentes frágeis são fortemente dependentes da microestrutura resultante, em
especial do tamanho dos cristais e de sua homogeneidade quanto à distribuição
de tamanhos, assim como do teor de fase vítrea residual (Schatt7, Danzer und
Telle8 e Boccaccini9).
Os corpos de prova contendo 5% de Na2CO3 apresentaram uma distribuição de
tamanho de cristais bi-modal composta de: (i) partículas de morfologia
poligonal quadrática de tamanho micrométrico, identificadas como nefelina
(NaAlSiO4) e (ii) partículas de forma esférica de dimensões nanométricas, como
pode ser observado na figura_8 (a, b, c).
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CONCLUSÕES
· A análise morfológica das composições com adições de 1% e 3% de
Na2CO3 mostrou a presença de nanocristais de tamanho médio de 200nm
na forma de plaquetas distribuídas aleatoriamente no volume da
matriz, identificadas como aluminossilicato de lítio (LiAlSi3O8).
· A adição de 3% Na2CO3 à mistura cinza volante e Li2O produz uma
redução significativa da viscosidade do vidro a altas temperaturas,
sem inibir ou alterar o surgimento da fase final desejada
(LiAlSi3O8), permitindo assim a obtenção de vitro- cerâmicas com
grande potencial de interesse tecnológico.
· As propriedades mecânicas da vitro-cerâmica (LiAlSi3O8) derivado de
cinza volante com adições de 8,10% Li2CO3 e 3% Na2CO3 (em massa)
serão objeto de futuras investigações.
