Relaxação estrutural de vidros e sua influência em outros processos dinâmicos

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)