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Tipo: Dissertação
Título: Vidros boratos de cálcio e sódio: preparação e propriedades
Título(s) alternativo(s): Calcium and sodium borate glasses: preparation and properties
Vidrios de borato de calcio y sodio: preparación y propiedades
Autor(es): Silva, Bruna da
Primeiro Orientador: Souza, Seila Rojas de
metadata.dc.contributor.referee1: Botero, Eriton Rodrigo
metadata.dc.contributor.referee2: Sequinel, Thiago
Resumo: Vidros boratos em diferentes composições tem atraído interesse de pesquisadores nas mais diversas áreas de aplicação tecnológica devido ao seu baixo custo, facilidade de preparação, além de suas propriedades térmicas, óticas, elétricas, entre outras. O óxido de boro puro, B2O3, é conhecido por ser um formador vítreo com alta habilidade de formação, porém, sua baixa estabilidade química torna necessária a adição de elementos modificadores para melhorar as propriedades do vidro, principalmente no que diz respeito à adsorção de água. A adição de óxidos de metais alcalinos terrosos como modificadores da rede do vidro B2O3 é sabida por melhorar suas propriedades, porém, uma separação de fase líquida dificulta a obtenção de um líquido homogêneo durante o processo de fusão, o que favorece processos de cristalização indesejada, chamados devitrificação. No presente trabalho, foram obtidas matrizes vítreas com alta qualidade (isentas de bolhas, estrias, trincas ou cristalização) no sistema ternário 66,67B2O3 – (33,33 - x)CaO – xNa2O, com x variando de 0 a 33,33 % em mol, sendo nomeadas por CaNaBO-x. As composições variaram do tetraborato de cálcio, (x=0) CaB4O7, ao tetraborato de sódio, (x=33,33) Na2B4O7. Amostras vítreas foram obtidas pelo método de fusão à 1000 °C em cadinho Pt/Au, e moldagem seguida de recozimento a 500 °C. As propriedades físicoquímicas dos vidros foi avaliada por meio de medidas de densidade, absorção na região do infravermelho médio (FTIR) e termoluminescência (TL), com o objetivo de avaliar o potencial dessas matrizes na dosimetria das radiações. Todas as amostras apresentaram intensa emissão termoluminescente, com temperatura de máximo variando entre 116 °C a 176 °C. No entanto, a amostra CaNaBO-5 demonstrou ser as mais interessante para dosimetria das radiações pelo fato de permitir o armadilhamento de um maior número de portadores de carga, com alta intensidade de emissão e temperatura de máximo ainda interessante do ponto de vista da estabilidade TL. A concentração de Na2O nessas amostras é suficiente para evitar a separação de fase líquida comumente observada nos sistemas binários contendo metais alcalinos terrosos, sendo esse um fator importantíssimo no processo de preparação de vidros com alta qualidade.
Abstract: Borate glasses in different compositions have attracted the interest of researchers in the most diverse areas of technological application due to their low cost, ease preparation, in addition to their thermal, optical, electrical properties, among others. Pure boron oxide, B2O3, is known to be a glass former with high forming ability, however, its low chemical stability makes it necessary to add modifying elements to improve the glass properties, especially regarding to water adsorption. The addition of alkaline earth metal oxides as modifiers to the network of B2O3 glass is known to improve its properties, however, a liquid-liquid phase separation makes it difficult to obtain a homogeneous liquid during the melting process, which favors processes of unwanted crystallization, named devitrification. In the present work, high quality glass matrices (free of bubbles, streaks, cracks or crystallization) were obtained in the ternary system 66.67B2O3 – (33.33 - x)CaO – xNa2O, with x ranging from 0 to 33.33 in mol %, named as CaNaBO-x. The compositions ranged from calcium tetraborate, (x = 0) CaB4O7, to sodium tetraborate, (x = 33.33) Na2B4O7. Glass samples were obtained by the melting method at 1000 °C in a Pt/Au crucible, and molding followed by annealing at 500 °C. The physicochemical properties of glasses were evaluated by density, absorption in the mid-infrared region (FTIR) and thermoluminescence (TL) measurements, in order to evaluate the potential of these matrices in radiation dosimetry. All samples showed intense thermoluminescent emission, with maximum temperature ranging from 116 °C to 176 °C. However, the CaNaBO-5 sample proved to be the most interesting for radiation dosimetry because it allows trapping a greater number of charge carriers, with high TL emission intensity and maximum temperature, which is still interesting from the TL stability point of view. The concentration of Na2O in these samples is sufficient to avoid the liquid-liquid phase separation commonly observed in binary systems containing alkaline earth metals, which is a very important factor in the process of high-quality glass preparation.
Palavras-chave: Vidros boratos
Borate glasses
Termoluminescência
Thermoluminescence
Espectroscopia de absorção no infravermelho
Fourier transform infrared spectroscopy
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Grande Dourados
Sigla da Instituição: UFGD
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de pós-graduação em Ciências e Tecnologia Ambiental
Citação: SILVA, Bruna da. Vidros boratos de cálcio e sódio: preparação e propriedades. 2022. 51 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/5565
Data do documento: 20-Abr-2022
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental

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