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Cristalização e habilidade de formação de vidros no sistema CaO.SiO2-Na2O.2CaO.3SiO2-Na2O.3CaO.6SiO2

Processo: 13/05820-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de maio de 2013
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Eduardo Bellini Ferreira
Beneficiário:Guilherme da Silva Macena
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Cerâmica (materiais cerâmicos)   Vitrocerâmica   Cristalização

Resumo

O sistema Na2O-CaO-SiO2 é de grande importância para a fabricação de materiais vítreos e vitrocerâmicos. Ele abrange desde vidros de janela e de embalagens até biomateriais. Em geral, composições contendo proporções relativamente grandes de SiO2 formam vidro com facilidade. No entanto, à medida que aumentam as concentrações de cálcio e sódio, a habilidade de formação de vidros se deteriora. Do ponto de vista da fabricação de vitrocerâmicas, o interesse reside no conhecimento da natureza e proporção das fases cristalinas na microestrutura do material. É importante conhecer as condições de processo para obtenção das fases desejadas ou minimização de fases deletérias. A variação da proporção dos componentes do sistema pode resultar na cristalização de diferentes fases e variação de suas proporções, o que consequentemente resulta em diferentes propriedades. Também a morfologia e a distribuição das fases na microestrutura são importantes para a determinação das propriedades do material. Em particular, propriedades mecânicas tais como resistência, tenacidade e dureza são importantes para todos os tipos de aplicações. O processo vitrocerâmico é interessante, pois permite fabricar materiais cerâmicos policristalinos com considerável controle da microestrutura. Nesse processo, inicialmente se obtêm materiais vítreos que são cristalizados em tratamentos térmicos subsequentes. O controle da microestrutura vem do conhecimento detalhado da cinética de cristalização do material. Os materiais resultantes encontram uma série de aplicações tecnológicas como biomateriais, matrizes de circuitos eletrônicos e revestimentos cerâmicos, entre outros. Para compreender melhor o efeito dos componentes principais na evolução da microestrutura de materiais vitrocerâmicos no sistema CaO-Na2O-SiO2, planejamos estudar a habilidade de formação de vidros de composições nesse sistema e caracterizar a microestrutura dos materiais obtidos, após tratamentos térmicos de cristalização, quanto à natureza, quantidade relativa, distribuição e morfologia das fases formadas. Em particular, planejamos estudar composições no triângulo de compatibilidade CaO.SiO2-Na2O.2CaO.3SiO2-Na2O.3CaO.6SiO2, com o intuito de desenvolver vitrocerâmicas baseadas na fase estequiométrica wollastonita (CaO.SiO2). (AU)

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