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Processos difusionais, cristalização, fluxo viscoso e relaxação em diopsídio e diborato de lítio vítreos

Processo: 11/18941-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2012
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Edgar Dutra Zanotto
Beneficiário:Daniel Roberto Cassar
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Vidro   Cristalização   Relaxação estrutural   Viscosidade   Diopsídio

Resumo

O coeficiente de difusão efetivo para cristalização é frequentemente estimado a partir de medidas de viscosidade utilizando-se as equações de Stokes-Einstein/Eyring (SEE), que são comprovadamente válidas para baixas e médias viscosidades (10^-1 - 10^5Pa.s). No entanto, a aplicabilidade destas equações em regiões de alta viscosidade (próximo a 10^12Pa.s) tem sido bastante questionada. Além disso, o estudo dos mecanismos e das cinéticas de nucleação e crescimento de cristais em vidros tem apresentado crescente interesse, não apenas para o desenvolvimento ou aperfeiçoamento de vitrocerâmicos, mas também devido ao fato de prover formas de se inferir o coeficiente de difusão efetivo controlador da cristalização numa ampla faixa de temperaturas, desde as proximidades da liquidus até a transição vítrea. Neste projeto planejamos calcular os coeficientes de difusão efetivo, DI(T) e DU(T), a partir de medidas experimentais de taxas de nucleação e crescimento de cristais, respectivamente, para vidros de diopsídio e diborato de lítio. Confrontaremos DU(T) e DI(T) com os valores previstos pelas equações de SEE. Planejamos também realizar medidas do tempo médio de relaxação estrutural em temperaturas abaixo de Tg, que podem ser relacionadas com a viscosidade através da equação de Maxwell e utilizadas para verificar a validade dos principais modelos de viscosidade: VFT, MYEGA, Adam-Gibbs e Isoestrutural. Tal procedimento é necessário, pois não é possível efetuar medidas diretas de viscosidade acima de 10^14Pa.s. Finalmente, extrapolando os valores das taxas de crescimento de cristais, períodos de indução para nucleação e tempos médios de relaxação estrutural para temperaturas bem abaixo de Tg, será possível, em princípio, checar a proposta de resolução do Paradoxo de Kauzmann sugerida pelo próprio Walter Kauzmann - que qualquer material deve cristalizar antes de relaxar até um estado de líquido super-resfriado na temperatura TK. Tal hipótese nunca foi avaliada rigorosamente da forma como propomos. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CASSAR, DANIEL ROBERTO; RODRIGUES, ALISSON MENDES; FERREIRA NASCIMENTO, MARCIO LUIS; ZANOTTO, EDGAR DUTRA. The diffusion coefficient controlling crystal growth in a silicate glass-former. INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED GLASS SCIENCE, v. 9, n. 3, p. 373-382, JUL 2018. Citações Web of Science: 4.

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