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Tipo do documento: Dissertação
Título: Vidros e vitrocerâmicas no sistema binário NaPO3 – Ta2O5
Título(s) alternativo(s): Glass and glass-ceramics in the binary system NaPO3 – Ta2O5
Autor: MAÉSTRI, Sérgio Alexandre 
Primeiro orientador: POIRIER, Gaël Yves
Primeiro coorientador: GIRALDI, Tânia Regina
Primeiro membro da banca: BERTHOLDO, Roberto
Segundo membro da banca: PEREIRA, Camila
Resumo: O presente trabalho teve por objetivo sintetizar e caracterizar amostras vítreas que possuem como base o fosfato de sódio (NaPO3) e óxido de tântalo (Ta2O5) e o estudo desta composição visando a obtenção de vitrocerâmicas. Sabe-se que estes materiais possuem a capacidade de formação de uma matriz hospedeira para íons terras raras, tornando-os interessantes para aplicações na área da óptica. Teve-se por objetivo o entendimento acerca das condições de tratamento térmico que possam levar a precipitação de nanocristais de óxido de tântalo em uma matriz vítrea e a influência desta estrutura nas modificações das propriedades do material. Ensaios para a determinação do domínio vítreo da composição foram executados, preparando-se amostras com teor molar crescente de óxido de tântalo. Amostras vítreas foram obtidas pelo método de fusão/choque térmico para a composição (100 − x)NaPO3 − xTa2O5 onde o valor de x foi variado de 10 a 50% em fração molar. Foram realizadas medidas de análise térmica por DSC, para determinação das faixas de temperaturas de transição vítrea e picos de cristalização. Estas análises exibiram a dependência da temperatura de transição vítrea em função da quantidade de óxido de tântalo presente, chegando ao valor de Tg = 920oC para a amostra contendo 50% de Ta2O5 . Esta amostra merece destaque devido a não ter sido encontrada na literatura informações acerca da obtenção de amostras na forma de monólitos com tamanhos consideráveis pelo método fusão/resfriamento com estas proporções de óxido de tântalo. Foram otimizados os parâmetros de tratamento térmico que propiciaram a obtenção de uma vitrocerâmica para a composição binária estudada. Análises de difração de raios-x confirmaram o caráter vítreo das amostras e também confirmaram a precipitação da fase cristalina Na2Ta8O21 para a vitrocerâmica transparente obtida. Análises de espectroscopia FTIR e Raman mostraram a evolução estrutural dos vidros em função do aumento da fração molar de óxido de tântalo. Análises de absorção de UV-Vis mostraram a boa transparência das amostras e permitiram verificar a diminuição do bandgap conforme a fração molar de Ta2O5 aumenta. A incorporação do óxido de Tântalo promove um aumento significativo da conectividade da rede vítrea devido à inserção de octaedros do óxido nas cadeias e contribuindo assim para uma rede vítrea mais rígida e com alta estabilidade química e térmica.
Abstract: The goal of this present work was to synthesize and characterize vitreous samples based on sodium phosphate (NaPO3) and tantalum oxide (Ta2O5). It is known that these materials present the hability to form a hosting matriz for rare earth ions, making them interesting for applications in the field of optics. The objective was to understand the parameters of temperature that could lead to the precipitation of tantalum oxide nanocrystals in a glassy matrix and the influence of this structure on the modifications of the properties luminescent material. Studies for the determination of the vitreous domain of the composition were carried out by preparing samples with increasing molar content of tantalum oxide. Vitreous samples were obtained by the melt-quenching technique for the composition (100 − x)NaPO3 − xTa2O5 where the x value was in a range between 10 to 50% in molar fraction. Thermal analysis measurements were performed by DSC, to determine the glass transition temperatures and crystallization peaks. These analyzes exhibited the dependence of the glass transition temperature as a function of the amount of tantalum oxide present, reaching the value of Tg = 920◦C for the sample containing 50% of Ta2O5 . A stable sample was obtained for this concentration, a fact that deserves to be highlighted due to the lack of information on obtaining stable bulk samples by the melt-quenching with these amount of tantalum oxide. Parameters for thermal treatment wer defined and a glass-ceramic was obtained. X-ray diffraction analysis confirmed the vitreous structure of the samples and also confirmed the precipitation of tantalum content crystalline phase e Na2Ta8O21 for the glass-ceramic obtained. FTIR and Raman spectroscopy analyzes showed the structural evolution of the glasses as a function of the increase of the molar fraction of tantalum oxide. UV-Vis absorption analyzes showed good transparency of the samples and allowed to verify the decrease of bandgap as the Ta 2 O 5 concentration increases. The incorporation of tantalum oxide promotes a significant increase in the connectivity of the vitreous network due to the insertion of oxide polyhedra in the chains and thus contributing to a more rigid glass network with high chemical and thermal stability.
Palavras-chave: Vidro.
Vitrocerâmica.
Espectroscopia de Raman.
Área(s) do CNPq: MATERIAIS NAO METALICOS::CERAMICOS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciência e Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citação: MAÉSTRI, Sérgio Alexandre. Vidros e vitrocerâmicas no sistema binário NaPO3 – Ta2O5. 2018. 100 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2144
Data de defesa: 21-Ago-2018
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