| | A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 4. Física da Matéria Condensada | | | DOMÍNIO VÍTREO DE VIDROS DE FLUORETO | | | José Renato Jurkevicz Delben 1 (orientador) delbenbr@yahoo.com.br | | Ângela Delben 2 (co-orientador) | | Deborah Rocha Chaves 3 (autor) deborahrocha@yahoo.com.br | | Pollyanna D. Candelório 4 (colaborador) |
| | 1. Prof. Dr. do Depto. de Física, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul - UFMS | | 2. Profa. Dra. Do Depto. De Fìsica, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul - UFMS | | 3. Acadêmica do Curso de Bach. em Física, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul - UFMS | | 4. Acadêmica do Curso de física Lic. Plena., Universidade Federal de Mato Grosso do Sul - UFMS |
| | INTRODUÇÃO:
O vidro é um material sem ordem de longo alcance que apresenta transição vítrea e é obtido através do resfriamento de uma massa em fusão. Suas principais qualidades são a transparência e a dureza. O vidro distingue-se de outros materiais por várias características: alta estabilidade química, é ótimo isolador elétrico e térmico em sua maioria. Neste trabalho trataremos dos materiais de interesse nas telecomunicações: os vidros de fluoretos. Os vidros fluorozirconatos são os mais estudados, por apresentarem alta estabilidade térmica e resistência mecânica. Os vidros fluorindatos apresentam transparência em comprimentos de onda maiores que os fluorozirconatos, entretanto apresentam menor resistência mecânica e menor estabilidade térmica. Mais especificamente, interessa buscar novas composições vítreas termicamente estáveis.
A estabilidade térmica de vidros é julgada através de parâmetros de estabilidade que invariavelmente utilizam para seus cálculos as temperaturas características: Tg, Tx e Tp que são, respectivamente, as temperaturas de transição vítrea, temperatura de início de cristalização e temperatura de pico de cristalização. Neste trabalho determina-se a região de domínio vítreo do sistema ZrF4 -BaF2 -PrF3, bem como as propriedades térmicas dos mesmos. | | METODOLOGIA:
Foram fundidas diversas amostras contendo fluoreto de Zircônio, fluoreto de Bário e fluoreto de praseodímio pelo processo convencional de fusão à 850 oC em cadinho de platina, por quarenta minutos, em câmara seca. Pela análise visual puderam-se selecionar quais composições resultavam em vidro (transparente) e quais cristalizavam (pontos ou grandes volumes opacos), assim fez-se um diagrama, determinando o domínio vítreo. A caracterização térmica dos vidros de fluoretos contento terras raras foi realizada através de medidas de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). As medidas de DSC foram feitas num aparelho DSC-50 Shimadzu com fluxo de N2 de 20ml/min, razão de aquecimento de 10 oC/min, e utilizando um cadinho de platina. A partir de Análise Exploratória Diferencial (DSC) determinaram-se as temperaturas características: Tg, a temperatura de transição vítrea, Tx = temperatura de inicio de cristalização e Tp = temperatura de pico da cristalização. Com estas foi possível calcular os parâmetros de estabilidade térmica, ΔT igual a Tx menos Tg, e S igual a ΔT multiplicado por Tp menos Tx e esse produto dividido por Tg. As medidas de DSC foram feitas em equipamento disponível no DFI/CCET, DSC-50/Shimadzu. | | RESULTADOS:
A região de domínio vítreo do sistema utilizado situa-se em torno da composição em mol porcento 60ZrF4 -30BaF2 -10PrF2. O vidro com esta composição mostrou possuir a maior habilidade de formação vítrea e maior estabilidade térmica frente à cristalização por possuir o maior valor de DT (80oC) e o maior valor de S (2,45). A área da região de domínio vítreo desta matriz contendo praseodímio é maior que as áreas de domínio vítreo contendo lantânio ou neodímio. Mais especificamente, o domínio vítreo é uma região alongada em que uma grande variação da quantidade de fluoreto de praseodímio e de fluoreto de bário é permitida, mas a quantidade de fluoreto de zircônio pode variar apenas entre aproximadamente entre 60% e 80% molar. Nota-se que o intervalo de temperatura de trabalho em todas as amostras é maior que 50 oC pela observação do gráfico das Curvas DSC e que se confirma pelos dados da tabela dos parâmetros de estabilidade, sugerindo uma boa estabilidade térmica para os vidros do domínio vítreo estudado.
A observação visual indica a tendência de cristalização das composições estudadas durante o resfriamento (habilidade de formação vítrea) no processo de fabricação das amostras enquanto os parâmetros de estabilidade térmica indicam a tendência de cristalização das amostras frente ao aquecimento das mesmas durante o aquecimento, numa medida dinâmica por DSC (estabilidade térmica frente à cristalização). | | CONCLUSÕES:
Para os gráficos das temperaturas características e parâmetros de estabilidade térmica em função da concentração de fluoreto de praseodímio verificou-se que o máximo absoluto se encontra na região em torno de 10% molar de fluoreto de praseodímio, uma vez que os valores máximos em duas direções diferentes (em uma varia-se a proporção de fluoreto de praseodímio e fluoreto de zircônio e na outra de fluoreto de praseodímio e fluoreto de bário) coincidem no cruzamento destas direções justamente na composição próxima a 10%. Isto implica que nesta região forma-se o melhor vidro. | | | | | Trabalho de Iniciação Científica | | | Palavras-chave: Vidros Fluorindatos; estabilidade térmica; análises térmicas. |
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Anais da 56ª Reunião Anual da SBPC - Cuiabá, MT - Julho/2004 |