Relaxação estrutural de vidros e sua influência em outros processos dinâmicos

• Processo: 21/03374-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Edgar Dutra Zanotto
• Beneficiário: Ricardo Felipe Lancelotti
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/07679-8 - Origem em escala atômica da relaxação estrutural de vidros metassilicato de chumbo e dissilicato de lítio, BE.EP.DR
• Assunto(s): Materiais vitrocerâmicos Relaxação estrutural Vidro Cristalização Tratamento térmico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Equação de Kohlrausch | Equação de Maxwell | Relaxação de tensões residuais | relaxação estrutural | Têmpera química | vidros | Materiais Vítreos

Resumo

Os vidros são materiais instáveis termodinamicamente. Por isso, relaxam espontaneamente em direção ao estado líquido super-resfriado. O processo de relaxação estrutural é um fenômeno irreversível, dependente do tempo, que pode ser detectado experimentalmente pela variação temporal de certas propriedades em temperaturas próximas a de transição vítrea. Embora seja razoavelmente conhecida, a relaxação de vidros ainda possui muitas lacunas. Por isso, o objetivo deste projeto de doutorado é um estudo detalhado do fenômeno de relaxação estrutural, abordando problemas científicos em aberto. Planejamos estudar os seguintes tópicos: relaxação estrutural via três propriedades diferentes (índice de refração, condutividade iônica e densidade), analisando se a cinética de relaxação depende da propriedade; influência da relaxação na cristalização; relaxação in-situ e ex-situ, comparando as cinéticas de quando a propriedade é medida diretamente na temperatura de tratamento térmico (in-situ) versus temperatura ambiente após tratamento térmico (ex-situ); possíveis mudanças estruturais dos vidros após a completa relaxação; relação entre os tempos de relaxação medidos experimentalmente com os calculados via equação de Maxwell, realizando medidas do módulo de cisalhamento; dependência com a temperatura dos tempos de relaxação experimentais versus os calculados via equação de Maxwell; e, finalmente, a influência da relaxação estrutural e de tensões residuais no processo de têmpera química via troca iônica (igual ao utilizado no famoso Gorilla glass dos smartphones). Este projeto de doutorado é original no âmbito internacional, com extremo aprofundamento de alguns temas que estudamos anteriormente, assim como abordado em entrevista para a Agência FAPESP sobre a premiação internacional da parte inicial desse trabalho. Além disso, abordaremos vários problemas ainda não estudados. (AU)

Publicações científicas

(7)

(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)

LANCELOTTI, RICARDO F.; PEREIRA, LUIZ; HESS, KAI-UWE; DINGWELL, DONALD B.; ZANOTTO, EDGAR D.. Flash-DSC provides valuable insights into glass relaxation and crystallization. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 646, p. 7-pg., 2024-10-04. (21/03374-5, 13/07793-6)

PEREIRA, LUIZ; SCHULLER, SOPHIE; WADSWORTH, FABIAN B.; VASSEUR, JEREMIE; LANCELOTTI, RICARDO F.; HESS, KAI-UWE; GOSSE, STEPHANE; DINGWELL, DONALD B.. Rheology of a sodium-molybdenum borosilicate melt undergoing phase separation. INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED GLASS SCIENCE, v. 15, n. 2, p. 12-pg., 2023-12-17. (21/03374-5)

LANCELOTTI, RICARDO F.; CUNHA, THIAGO R.; KURTOVIC, MARCELO A. C.; PIZANI, PAULO S.; SEN, SABYASACHI; ZANOTTO, EDGAR D.. Physical aging of lithium disilicate glass. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 622, p. 8-pg., 2023-10-01. (21/03374-5, 22/06574-8, 13/07793-6, 19/12383-8, 22/07679-8)

LANCELOTTI, RICARDO F.; ZANOTTO, EDGAR D.; SEN, SABYASACHI. Kinetics of physical aging of a silicate glass following temperature up- and down-jumps. Journal of Chemical Physics, v. 160, n. 3, p. 10-pg., 2024-01-21. (22/07679-8, 21/03374-5, 13/07793-6)

LANCELOTTI, RICARDO FELIPE; RODRIGUES, ANA CANDIDA MARTINS; ZANOTTO, EDGAR DUTRA. Structural relaxation dynamics of a silicate glass probed by refractive index and ionic conductivity. Journal of the American Ceramic Society, v. 106, n. 10, p. 8-pg., 2023-06-27. (21/03374-5, 13/07793-6)

LANCELOTTI, RICARDO F.; CHUANG, SHIH-YI; ZANOTTO, EDGAR D.; SEN, SABYASACHI. Effect of physical aging on ionic conductivity of network oxide glasses. ACTA MATERIALIA, v. 285, p. 9-pg., 2024-12-19. (22/07679-8, 13/07793-6, 21/03374-5)

LANCELOTTI, RICARDO F.; ZANOTTO, EDGAR D.; SEN, SABYASACHI. Atomistic origin of structural relaxation in lead metasilicate and lithium disilicate glasses. Journal of the American Ceramic Society, v. 107, n. 11, p. 11-pg., 2024-05-28. (22/07679-8, 21/03374-5, 13/07793-6)