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Estudo de fases e da cinética de nucleação e crescimento de cristais em diopsídeo vítreo

Processo: 06/06764-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de março de 2007
Vigência (Término): 31 de julho de 2008
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):Cristalização   Vidro

Resumo

O estudo da cinética de crescimento de cristais em vidros tem apresentado crescente interesse nos últimos anos, particularmente devido ao fato de prover uma forma quantitativa indireta de se inferir o coeficiente de difusão efetivo, controlador da cristalização numa ampla faixa de temperaturas, desde a liquidus até a transição vítrea. Até pouco tempo tal coeficiente de difusão era estimado a partir de medidas de viscosidade utilizando-se a equação de Stokes-Einstein / Eyring, que é apropriada para pequenas viscosidades (10 -1 - 10 3 Pa.s). No entanto a validade desta equação em altas viscosidades (por exemplo, próximas a Tg (a temperatura de transição vítrea), onde eta = 10 12 Pa.s) tem sido bastante questionada.Em relação às taxas de crescimento de cristais u em vidros recentemente foram observadas duas morfologias distintas durante a cristalização do diopsídeo (CaO.MgO.2SiO2) em temperaturas bem acima de Tg = 722oC (por volta de 910oC), apresentando taxas de crescimento u não tão diferentes. Buscamos compreender tal cinética de crescimento numa ampla faixa de temperaturas, e a influência de diferentes superfícies, como por exemplo, superfícies polidas mecanicamente ou a fogo. Ainda, desejamos verificar se existem diferenças significativas na cristalização superficial por camadas comparadas às dos primeiros cristais que surgem na superfície e a possível influência de tensões internas na interface vidro/cristal. Planejamos também adicionar agentes nucleantes e estudar o efeito destes na cristalização. Por fim, planejamos calcular o coeficiente de difusão efetivo a partir da cristalização em temperaturas relativamente baixas (nas cercanias de Tg) e comparar com o valor obtido via equação de Stokes-Einstein / Eyring. Para tanto serão utilizadas caracterizações térmicas como calorimetria diferencial de varredura, ou DSC, ópticas (microscopias óptica e eletrônica) e estruturais (difração de raios-X).