Portal de Eventos da Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF), SCIENTEX-2019

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Produção de Vidros e Vitrocerâmicas de Tetraborato de Lítio
Jaine Ferreira Sousa, Raquel Aline Pessoa Oliveira

Última alteração: 2019-11-07

Resumo


O tetraborato de lítio (LBO) tem interessado a comunidade cientifica por suas excelentes propriedades termoluminescente e sua sensibilidade à radiação. Uma alternativa para a obtenção de LBO é sintetizá-los através do desenvolvimento dos materiais vitrocerâmicos. Este trabalho propõe o estudo da síntese e caracterização de vitrocerâmicas a partir da desvitrificação do vidro previamente obtido pelo método de resfriamento rápido do fundido. Para garantir a obtenção de materiais vitrocerâmicos com propriedades controladas é importante estudar cada etapa do processamento da formação da vitrocerâmica que inclui a formulação do vidro, a preparação do mesmo e o tratamento térmico para a cristalização, o qual é foco desta pesquisa. Para produção da amostra vítrea LBO, os reagentes de composição básica (30% mol de Li2CO3 e 70% mol de H3BO3) foram misturados e homogeneizados por 30 min. Em seguida, a mistura foi levada ao forno resistivo pré-aquecido a 900 °C por 1 h, em cadinho de alumina. O fundido foi vertido em molde de grafite pré-aquecido a 150 °C durante 1 h, obtendo-se o vidro LBO. Após esse processo, a amostra foi triturada e peneirada, separando-se os grãos entre 150 µm e 75 µm. Para obtenção das vitrocerâmicas, duas amostras foram avaliadas com diferentes tratamentos térmicos, denominadas LBO-570 e LBO-590.  No caso da amostra LBO-570, levou-se o pó de LBO ao forno pré-aquecido a 570 °C durante 2 h e em seguida manteve-se em resfriamento lento até a temperatura ambiente. Para a amosta LBO-590, os pós de LBO foi levado ao forno pré-aquecido a 590 °C durante 2 h seguido de resfriamento lento até a temperatura ambiente. As amostras foram caracterizadas por meio da difração de raios X (DRX), analise térmica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Todas as análises foram realizadas com as amostras em forma de pó na granulometria entre 150 µm e 75 µm. Os resultados de DRX da amostra LBO indicaram a presença de um halo amorfo intenso entre 16 - 32 2θ, característico de material vítreo. Nas duas amostras vitrocerâmicas foi observado a presença de duas fases cristalinas, o Li2B4O7 e a Li3AlB2O6. Durante a fusão a 900 °C, percebeu-se um desgaste no cadinho de alumina e isso pode explicar a formação da fase Li3AlB2O6. Na análise térmica identificou-se a temperatura de transição vítrea (412 °C) e de cristalização (575 °C) para a amostra LBO. Todas as amostras tiveram a mesma temperatura de fusão de aproximadamente 730 °C. Nas micrografias da amostra LBO (em pó) foi possível identificar partículas pontiagudas e com imperfeições. As micrografias das vitrocerãmicas demonstram que a amostra LBO-590 é a que possui uma superfície mais uniforme e lisa com partículas arredondadas. Resultados preliminares comprovam o sucesso na produção do vidro e das vitrocerâmicas de LBO. Além disso, foi observado uma melhoria na microestrutura do material por causa do acréscimo de 20 °C de uma amostra para outra. Deve-se investigar em trabalhos futuros a possibilidade de obter vitroceramica de LBO com fase única.


Palavras-chave


Tetraborato de lítio; vitrocerâmicas; vidro