Cinética de sínter-cristalização de vidro de diopsídio com diferentes diâmetros de partículas e teste do modelo de Clusters

• Processo: 25/09019-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Eduardo Bellini Ferreira
• Beneficiário: Victor Hugo Lavandoski
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros, AP.CEPID
• Assunto(s): Cristalização Diopsídio Sinterização Vitrocerâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cristalização | Diâmetro de partícula | Diopsídio | Modelo de Clusters | Sinterização | Vitrocerâmicas | Vitrocerâmicas

Resumo

Vitrocerâmicas sinterizadas destacam-se para aplicações em revestimentos arquitetônicos como material de construção, biomateriais e circuitos eletrônicos. Entre essas, vitrocerâmicas sinterizadas a partir de vidros de diopsídio (CaO·MgO·2SiO¿) são promissoras como substratos de circuitos eletrônicos pelo processo de cosinterização em baixas temperaturas (low temperature cofired ceramic, LTCC). A sinterização desses vidros ocorre acima da temperatura de transição vítrea por escoamento viscoso com cristalização concorrente da superfície das partículas, processos que podem ser compreendidos pelo Modelo de Clusters e de Contração Geométrica. No entanto, evidências experimentais sugerem que para o diopsídio, abaixo de um diâmetro crítico de partícula, a cristalização ocorre por nucleação heterogênea no volume, com resultados que desviam dos obtidos por esses modelos. O objetivo deste projeto é verificar a existência desse diâmetro crítico e aprimorar os modelos teóricos existentes. Para isso, vidro de diopsídio estequiométrico será produzido por fusão de matérias-primas, moído em diferentes faixas granulométricas e caracterizado por difração à laser. Compactos serão prensados e tratados termicamente, com monitoramento da retração linear por dilatometria óptica. A densidade relativa será obtida através da retração linear e por medidas de massa e dimensões dos corpos de prova junto a picnometria do pó. A fração cristalizada será caracterizada por microscopia óptica e eletrônica. Os dados experimentais serão comparados com os obtidos pelo modelo de Clusters e de contração volumétrica, possibilitando melhor compreensão do desvio reportado em estudos anteriores, de modo que os modelos possam ser aprimorados, e sua aplicação auxiliar com mais precisão a fabricação de produtos de vitrocerâmicas sinterizadas à base de diopsídio.