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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Econômica

Tipo do Documento: Tese

Título: INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE TROCA IÔNICA NO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE VITROCERÂMICAS SINTERIZADAS DOS SISTEMAS LZS E LZSA

Orientador
  • ANTONIO PEDRO NOVAES DE OLIVEIRA
Aluno
  • LUYZA BORTOLOTTO TEIXEIRA

Conteúdo

Durante o processamento e utilização de produtos de vidro e vitrocerâmica, são gerados defeitos que costumam comprometer a resistência mecânica dos mesmos. um dos métodos utilizados para promover o aumento na resistência mecânica de materiais de vidro e vitrocerâmicos é a troca iônica, na qual um íon (geralmente um alcalino com raio iônio maior) originado de uma fonte externa (usualmente um sal) troca de posição com outro íon alcalino (com raio iônico menor) presente nos materiais. nesse caso, a troca iônica produz tensões compressivas residuais na superfície dos materiais vítreos ou vitrocerâmicos termoquimicamente tratados, o que pode promover aumento da resistência mecânica. neste contexto, para este trabalho de pesquisa, composições de vitrocerâmicas sinterizadas dos sistemas lzs (9,56li2o.22,36zro2.68,08sio2) e lzsa (11,00li2o.12,60zro2.7,10al2o3.68,60sio2) foram processadas e submetidas à troca iônica pelo método do banho de sal e método da pasta de sal, utilizando os nitratos de sódio e potássio (nano3 e kno3). para o método da pasta de sal, as temperaturas aplicadas foram de 100 oc abaixo das temperaturas de transição vítrea dos precursores vitrocerâmicos lzs e lzsa, no intervalo de tempo de patamar entre 60 e 600 min. no método do banho de sal, as temperaturas foram inferiores a 100 oc abaixo das temperaturas de transição vítrea, devido às limitações dos fornos, e os tempos de patamares foram de 15 min a 3 h. o primeiro processo de troca iônica foi o método do banho de sal com nitrato de sódio, resultando em 0,2% (em massa) a 3,1% (em massa) do teor médio de sódio, profundidade de camadas de troca iônica entre 1800 e 2500 ¿m e coeficientes de difusão na ordem de 10-5 cm²/s. o segundo processo aplicado foi o método do banho de sal com nitrato de potássio, e as caracterizações indicaram teores de potássio entre 0,2% (em massa) e 1,5% (em massa), camadas de troca iônica com espessuras (profundidades) entre 1100 e 2500 ¿m e coeficientes de difusão também na ordem de 10-5 cm²/s, mas menores do que os verificados com nitrato de sódio. o terceiro e último processo de troca iônica foi o método da pasta de sal com nitrato de sódio, que resultou em teores de sódio entre 0,3% (em massa) e 2,0% (em massa), camadas de troca iônica com espessuras entre 600 e 2000 ¿m e coeficientes de difusão na ordem de 10-8 cm²/s. apesar da pequena quantidade de sódio ou potássio obtida após diferentes processos termoquímicos, a camada de troca iônica verificada nas vitrocerâmicas sinterizadas lzs (para os três métodos estudados) resultou em tensões superficiais adequadas com aumentos de resistência mecânica de 8% a 20%. por outro lado, o teor de sódio ou potássio apresentado nas vitrocerâmicas sinterizadas lzsa após as trocas iônicas com diferentes métodos foi distribuído em camadas de troca iônica com profundidades excessivas, o que resultou em diminuição de 26% a 40% da resistência mecânica. para ambos sistemas vitrocerâmicos estudados, foi verificado aumento no valor do módulo de weibull.

Índice de Shannon: 3.98854

Índice de Gini: 0.936515

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
4,75% 5,99% 6,91% 6,06% 6,59% 6,78% 6,38% 7,73% 7,01% 5,61% 7,37% 6,10% 5,20% 6,27% 5,23% 6,00%
ODS Predominates
ODS 8
ODS 1

4,75%

ODS 2

5,99%

ODS 3

6,91%

ODS 4

6,06%

ODS 5

6,59%

ODS 6

6,78%

ODS 7

6,38%

ODS 8

7,73%

ODS 9

7,01%

ODS 10

5,61%

ODS 11

7,37%

ODS 12

6,10%

ODS 13

5,20%

ODS 14

6,27%

ODS 15

5,23%

ODS 16

6,00%