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Vidros são materiais atraentes do ponto de vista científico e tecnológico, em especial porque algumas composições químicas permitem a fabricação em larga escala e/ou podem apresentar propriedades físico-químicas que os tornam candidatos promissores para aplicações como meio ativo para lasers, filtros ópticos, fibras ópticas, blindagens mecânicas ou como objeto de decoração ou utensílios domésticos ou como elemento para a construção civil, entre outras. Um dos desafios em preparar novas composições de materiais vítreos é garantir que não apareça o fenômeno da devitrificação. Este trabalho foi realizado com o objetivo de preparar e caracterizar uma nova matriz multicomponente, a base de óxido de boro, livre do fenômeno de cristalização. A matriz [50B2O3 - 15ZnO - 10PbO - 8MgO - 6K2O - 2Al2O3 - 2Nb2O5 - 5Si2O - 2Na2O] %wt pura e dopada com 0,1% mol de íons de metais de transição (MnO2, Fe2O3, CoO, NiO, CuO e CdCl2), foram preparadas em forno elétrico de atmosfera aberta usando cadinho de platina e caracterizadas usando as técnicas de: difração de raios X, análise térmica, densidade, pelo princípio de Arquimedes, microdureza Vickers, colorimetria, absorção óptica no intervalo ultravioleta-vísivel (UV-Vis) e transmissão óptica na região do infravermelho (FTIR). Resultados de difração de raios X confirmaram o caráter não cristalino das amostras vítreas. A adição de dopantes levou a mudança no número de coordenação na rede borato. Resultados de absorção óptica evidenciaram que a nova matriz desenvolvida com a adição de íons de metais de transição absorvem na região do visível e infravermelho próxima. Esses vidros tem potencial de aplicação na indústria de produtos decorativos e como filtros ópticos. / Glasses are attractive materials on a scientific and technologic point of view especially because some of their chemical compositions can provide a large scale production and/or may present physicochemical properties that them become promising candidates for applications as laser active environments, optical filters, optical fibers, mechanical shielding, adornment, domestic tools or construction stuff, among others. One of the challenges in preparing new compositions of glassy materials is to ensure that does not appear the phenomenon of devitrification. This work was carried out in order to prepare and characterize a new multicomponent glassy matrix, the basis of boron oxide, free from crystallization phenomenon. Pure glassy samples of [50B2O3 - 15ZnO - 10PbO - 8MgO - 6K2O - 2Al2O3 - 2Nb2O5 - 5Si2O - 2Na2O % wt] and 0.1% mol of transition metal ions (MnO2, Fe2O3, CoO, NiO, CuO e CdCl2) doped were prepared in open atmosphere electric furnace using platinum crucible and characterized using x-ray diffraction, thermal analysis, density evaluation from Archimedes principle, Vickers microhardness measurements, colorimetry, UV-VIS optical absorption and IR optical transmission. X-ray diffraction results confirmed non-crystalline character of the vitreous samples. Dopants addition led to changing on the coordination number of the borate network. Optical absorption results showed that the new glassy matrix developed with addition of transition metal ions absorb in the visible and near infrared range. These glasses may have potential applications in decorative products and as optical filters.

Vidros são materiais atraentes do ponto de vista científico e tecnológico, em especial porque algumas composições químicas permitem a fabricação em larga escala e/ou podem apresentar propriedades físico-químicas que os tornam candidatos promissores para aplicações como meio ativo para lasers, filtros ópticos, fibras ópticas, blindagens mecânicas ou como objeto de decoração ou utensílios domésticos ou como elemento para a construção civil, entre outras. Um dos desafios em preparar novas composições de materiais vítreos é garantir que não apareça o fenômeno da devitrificação. Este trabalho foi realizado com o objetivo de preparar e caracterizar uma nova matriz multicomponente, a base de óxido de boro, livre do fenômeno de cristalização. A matriz [50B2O3 - 15ZnO - 10PbO - 8MgO - 6K2O - 2Al2O3 - 2Nb2O5 - 5Si2O - 2Na2O] %wt pura e dopada com 0,1% mol de íons de metais de transição (MnO2, Fe2O3, CoO, NiO, CuO e CdCl2), foram preparadas em forno elétrico de atmosfera aberta usando cadinho de platina e caracterizadas usando as técnicas de: difração de raios X, análise térmica, densidade, pelo princípio de Arquimedes, microdureza Vickers, colorimetria, absorção óptica no intervalo ultravioleta-vísivel (UV-Vis) e transmissão óptica na região do infravermelho (FTIR). Resultados de difração de raios X confirmaram o caráter não cristalino das amostras vítreas. A adição de dopantes levou a mudança no número de coordenação na rede borato. Resultados de absorção óptica evidenciaram que a nova matriz desenvolvida com a adição de íons de metais de transição absorvem na região do visível e infravermelho próxima. Esses vidros tem potencial de aplicação na indústria de produtos decorativos e como filtros ópticos. / Glasses are attractive materials on a scientific and technologic point of view especially because some of their chemical compositions can provide a large scale production and/or may present physicochemical properties that them become promising candidates for applications as laser active environments, optical filters, optical fibers, mechanical shielding, adornment, domestic tools or construction stuff, among others. One of the challenges in preparing new compositions of glassy materials is to ensure that does not appear the phenomenon of devitrification. This work was carried out in order to prepare and characterize a new multicomponent glassy matrix, the basis of boron oxide, free from crystallization phenomenon. Pure glassy samples of [50B2O3 - 15ZnO - 10PbO - 8MgO - 6K2O - 2Al2O3 - 2Nb2O5 - 5Si2O - 2Na2O % wt] and 0.1% mol of transition metal ions (MnO2, Fe2O3, CoO, NiO, CuO e CdCl2) doped were prepared in open atmosphere electric furnace using platinum crucible and characterized using x-ray diffraction, thermal analysis, density evaluation from Archimedes principle, Vickers microhardness measurements, colorimetry, UV-VIS optical absorption and IR optical transmission. X-ray diffraction results confirmed non-crystalline character of the vitreous samples. Dopants addition led to changing on the coordination number of the borate network. Optical absorption results showed that the new glassy matrix developed with addition of transition metal ions absorb in the visible and near infrared range. These glasses may have potential applications in decorative products and as optical filters.

Pulsos ultracurtos de laser vêm sendo usados tanto para estudar e desenvolver processos ópticos não lineares em materiais, quanto para o seu processamento visando as mais diversas aplicações tecnológicas. Neste trabalho, estas duas áreas (estudos de não linearidades e processamento de materiais) foram exploradas em distintas amostras vítreas. Primeiramente, investigamos o espectro das propriedades ópticas não lineares de terceira ordem de vidros oxifluoroboratos de chumbo (50BO 1,5 - (50-x)PbF2 - xPbO) em função da variação da composição. Os espectros não lineares foram determinados na região do visível e infravermelho próximo pela técnica de varredura-z, utilizando um sistema laser de Ti: safira (775 nm, 150 fs, 1 kHZ) juntamente com um amplificador óptico paramétrico (470 a 2000 nm). Os resultados revelaram que a formação de oxigênios não ligantes favorece a resposta óptica não linear do material; o vidro com x = 50 apresentou as maiores não linearidades de terceira ordem, com índice de refração não linear de aproximadamente 4,7 x \'10 POT.-19\' \'M POT.2\'/W para comprimentos de onda entre 470 a 1550 nm, e coeficiente de absorção de dois fótons da ordem de 1 cm/GW, na região de engrandecimento de ressonância. Estes resultados, associados com a análise do fator de mérito e medidas de limitação óptica, sugerem que esses vidros têm potencialidades para aplicações em limitadores de potência e chaves puramente ópticas. Com relação ao processamento de materiais, utilizamos a técnica de microestruturação com laser de femtossegundos para produzir microestruturas em vidros borato de chumbo e borosilicatos. Foi possível obter linhas na superfície destes materiais, cuja largura pode ser controlada no intervalo de 3 a 35 µm pela alteração das condições de focalização, energia e velocidade de varredura do feixe. Ainda, através da irradiação com pulsos de femtossegundos foi possível produzir nanopartículas de cobre, cujo tamanho está em torno de 15 nm, tanto no volume quanto na superfície de um vidro borosilicato. Observamos que existe uma combinação ótima entre a velocidade de varredura do laser e a temperatura de tratamento térmico que permite a formação dessas nanopartículas apenas nas regiões irradiadas. / Ultrashort laser pulses have been used to study and develop nonlinear optical processes in materials, as well as for their processing, aiming at several technological applications. In this work, both areas (study of optical nonlinearities and materials processing) were exploited for different glass materials. Initially, we have studied the third order nonlinear optical spectrum of lead oxifluoroborate glasses (50BO 1,5 - (50-x)PbF2 - xPbO) as a function of the composition. The optical nonlinearities were determined from the visible to the near infrared employing the Z-scan technique, using a Ti: sapphire laser system (775 nm, 150 fs, 1 kHZ) and an optical parametric amplifier (470 a 2000 nm) as excitation sources. The results revealed that the formation of non-bridging oxygens favors the nonlinear optical properties of the material; the glass with x = 50 presents the higher third order nonlinearities, exhibiting a nonlinear index of refraction of about 4,7 x \'10 POT.-19\' \'M POT.2\'/W at the range of 470 - 1550 nm, and a two-photon absorption coefficient of approximately 1 cm/GW at the resonant enhancement region. Figure of merit analysis and optical limiting measurements suggest that these glasses have potential for applications in optical limiting and all-optical switching. Regarding materials processing, we have used femtosecond laser micromachining to produce microstructures in lead borate and borosilicate glasses. We were able to produce lines with controlled widths, from 3 - 35 µm, on the surface of the glasses by changing the focus, speed and energy of the laser beam. Moreover, using femtosecond laser pulses we obtained copper nanoparticles on the surface as well as in the bulk of a borosilicate glass. We have observed that there is an optimal combination between scanning speed and annealing temperature to promote the formation of nanoparticles at the regions irradiated by the laser.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-09-21T17:41:19Z No. of bitstreams: 1 LuanaAlves.pdf: 1633592 bytes, checksum: 785a3f9aa7f3fc08d80023603f457b39 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-21T17:41:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuanaAlves.pdf: 1633592 bytes, checksum: 785a3f9aa7f3fc08d80023603f457b39 (MD5) Previous issue date: 2017-07-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão / Bioactive borate glass has presented superior results then bioactive silicate glasses, when compared its conversion rates in apatite and its potential of bioactivity. In this work, new Borate glasses with the basic 60B2O3 - 4P2O5 - 18Na2O – xCaF2 – (18-xCaO), com x = 0, 5 e 10 % wt were synthesized, and investigated the influence of CaF2 addition on bioactivity of samples in vitro, in a period of 28 days in a simulator of the body fluid (SBF). This bioactivity was investigated by means of X-ray diffraction (DRX), Raman Spectroscopy, FTIR and by the measure of pH. DRX measures, prior to immersion, presented wide bands, evidencing the amorphous structure of glasses. The results of density, thermal analysis, XRD, Raman and FTIR show that the addition of CaF2, until 10 % wt, did not cause significant changes in samples network structure. The thermal stability for all samples was calculated from DSC data and all presented values up to 120°C. The results of pH of SBF solution show increase from for 24 hours, which contributes to the dissolution of the outermost layer of the glass and the precipitation of apatite. In XRD data for 60B sample soaked in SBF for 7 days, there was formation of crystalline peaks, at 26° and 32° (2ϴ), in all measures. These peaks correspond to patterns of hydroxyapatite (HA). The XRD spectra in 60B5CaF and 60B10CaF, soaked in SBF for 7 days, presented peaks in 28°(2ϴ) corresponding to fluorapatite (FA), due to the presence of CaF2 in these glasses. Raman and FTIR measurements confirmed what was measured by XRD, showing characteristic peaks of HA and FA for all the samples. Results show that the prepared samples present potential for being used as biomaterials in biomedical applications, such as orthopedics, dentistry and tissue engineering. / Vidros boratos bioativos têm apresentado resultados superiores aos vidros silicatos bioativos, quando comparamos suas taxas de conversão em apatita e seu potencial de bioatividade. Neste trabalho sintetizamos novos vidros boratos com a composição básica 60B2O3 - 4P2O5 - 18Na2O – xCaF2 – (18-xCaO), com x = 0, 5 e 10 % em massa, e investigamos a influência da adição de CaF2 na bioatividade das amostras in vitro, em um período de 28 dias, em um simulador do fluído corporal (SBF). As medidas de DRX, antes da imersão, apresentaram bandas largas, comprovando a estrutura amorfa dos vidros. E verificou-se por meio das análises de Densidade, análise térmica, DRX, Raman e FTIR, que a adição de CaF2 até 10%, em massa, não provocou grandes mudanças estruturais na amostras. Por meio da calorimetria exploratória diferencial, determinamos a estabilidade térmica dos vidros que apresentaram valores acima de 120°C. A bioatividade foi investigada por meio das técnicas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman e FTIR, e pela medida do pH da solução SBF. Os resultados obtidos mostraram que, em 24h, houve um aumento no pH da solução SBF, o que contribui para a dissolução da camada mais externa do vidro e sua conversão em apatita. Nos difratogramas (DRX) para as amostras imersas por 7 dias, houve a formação de picos cristalinos, em 26° e 32° (2ϴ), em todas as amostras medidas. Esses picos correspondem aos padrões de hidroxiapatita. A presença de CaF2 na composição das amostras imersas por 7 dias apresentou picos em 28° (2ϴ) correspondendo a fluorapatita. A intensidade destes picos apresentou um aumento em função do tempo de imersão, durante todo período estudado. As medidas de Raman confirmaram os resultados do DRX, apresentando para todas as amostras espectros característicos da hidroxiapatita em 960 cm-1 . As amostras preparadas com CaF2 apresentaram picos em 965 cm-1 , que corresponde a fluorapatita. O FTIR confirmou os resultados apresentados no DRX e Raman, em que todas as amostras apresentaram um pico centrado em 1041 cm-1 para a hidroxiapatita e 1042 cm-1 característico para a fluorapatita. Os resultados demonstram que as amostras preparadas apresentam potencial para serem usados como biomateriais em aplicações biomédicas, como ortopedia, odontologia e engenharia de tecidos.

Pulsos ultracurtos de laser vêm sendo usados tanto para estudar e desenvolver processos ópticos não lineares em materiais, quanto para o seu processamento visando as mais diversas aplicações tecnológicas. Neste trabalho, estas duas áreas (estudos de não linearidades e processamento de materiais) foram exploradas em distintas amostras vítreas. Primeiramente, investigamos o espectro das propriedades ópticas não lineares de terceira ordem de vidros oxifluoroboratos de chumbo (50BO 1,5 - (50-x)PbF2 - xPbO) em função da variação da composição. Os espectros não lineares foram determinados na região do visível e infravermelho próximo pela técnica de varredura-z, utilizando um sistema laser de Ti: safira (775 nm, 150 fs, 1 kHZ) juntamente com um amplificador óptico paramétrico (470 a 2000 nm). Os resultados revelaram que a formação de oxigênios não ligantes favorece a resposta óptica não linear do material; o vidro com x = 50 apresentou as maiores não linearidades de terceira ordem, com índice de refração não linear de aproximadamente 4,7 x \'10 POT.-19\' \'M POT.2\'/W para comprimentos de onda entre 470 a 1550 nm, e coeficiente de absorção de dois fótons da ordem de 1 cm/GW, na região de engrandecimento de ressonância. Estes resultados, associados com a análise do fator de mérito e medidas de limitação óptica, sugerem que esses vidros têm potencialidades para aplicações em limitadores de potência e chaves puramente ópticas. Com relação ao processamento de materiais, utilizamos a técnica de microestruturação com laser de femtossegundos para produzir microestruturas em vidros borato de chumbo e borosilicatos. Foi possível obter linhas na superfície destes materiais, cuja largura pode ser controlada no intervalo de 3 a 35 µm pela alteração das condições de focalização, energia e velocidade de varredura do feixe. Ainda, através da irradiação com pulsos de femtossegundos foi possível produzir nanopartículas de cobre, cujo tamanho está em torno de 15 nm, tanto no volume quanto na superfície de um vidro borosilicato. Observamos que existe uma combinação ótima entre a velocidade de varredura do laser e a temperatura de tratamento térmico que permite a formação dessas nanopartículas apenas nas regiões irradiadas. / Ultrashort laser pulses have been used to study and develop nonlinear optical processes in materials, as well as for their processing, aiming at several technological applications. In this work, both areas (study of optical nonlinearities and materials processing) were exploited for different glass materials. Initially, we have studied the third order nonlinear optical spectrum of lead oxifluoroborate glasses (50BO 1,5 - (50-x)PbF2 - xPbO) as a function of the composition. The optical nonlinearities were determined from the visible to the near infrared employing the Z-scan technique, using a Ti: sapphire laser system (775 nm, 150 fs, 1 kHZ) and an optical parametric amplifier (470 a 2000 nm) as excitation sources. The results revealed that the formation of non-bridging oxygens favors the nonlinear optical properties of the material; the glass with x = 50 presents the higher third order nonlinearities, exhibiting a nonlinear index of refraction of about 4,7 x \'10 POT.-19\' \'M POT.2\'/W at the range of 470 - 1550 nm, and a two-photon absorption coefficient of approximately 1 cm/GW at the resonant enhancement region. Figure of merit analysis and optical limiting measurements suggest that these glasses have potential for applications in optical limiting and all-optical switching. Regarding materials processing, we have used femtosecond laser micromachining to produce microstructures in lead borate and borosilicate glasses. We were able to produce lines with controlled widths, from 3 - 35 µm, on the surface of the glasses by changing the focus, speed and energy of the laser beam. Moreover, using femtosecond laser pulses we obtained copper nanoparticles on the surface as well as in the bulk of a borosilicate glass. We have observed that there is an optimal combination between scanning speed and annealing temperature to promote the formation of nanoparticles at the regions irradiated by the laser.

We investigated from the point of view of optical and vibrational the matrix 60B203 - (20 - x)Na2O - 10PbO - 10Al2O3 : xTiO2, with x= 0, 1, 2, 3, 4, e 5 mol% glasses, in order to understand the changes brought with the substitution of sodium oxide Na2O titanium oxide per TiO2. We performed measurements of X-ray diffraction, which revealed homogeneous amorphous structures throughout the composition range. The absorption spectra showed that the energy of the optical band gap (∆Eopt) and Urbach energy (UE) decreased with increased concentration of oxide TiO2. By using Vibrational Raman Spectroscopy and Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, we have observed changes in the spectra, which indicated a relationship with the effect conversion BO4 to BO3 groups and the appearance of “loose” BO4, indicating that ions titanium acted as a modifier of the vitreous network. Subsequently, we investigated the effect of substitution of Na2O per TiO2 on the point of view of structural features and spectroscopic oxide dopant Nd2O3 the following borate glass matrix 60B2O3 - (20 - x)Na2O - 10PbO - 10Al2O3 : xTiO2 : yNd2O3. Were measured from X-ray patterns, temperatures glass (Tg), vibrational spectroscopy and Raman and Infrared measurements of optical absorption and emission spectra. The tendency of the glass transition temperature (Tg), Judd-Ofelt parameters, Ω(2;4;6) and the ratio for Nephelauxetic with increasing concentration TiO2 and Nd2O3 were interpreted quantitatively and qualitatively in terms of connections and coordination number. Measurements of glass transition temperature (Tg) for the entire series of glass system doped with neodymium ions (Nd3+) for different concentrations of titanium (Ti) suggested changes in the rigidity of the matrix due to the change coordinating boron oxide resulting from the effect of converting BO4 to BO3. The variation of the Judd-Ofelt parameters Ω 2 and Ω 4 indicated that the average radius of the rare earth-ligand decreased creating a distribution of electron density when the ion concentration of neodymium (Nd3+) increases. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Investigamos sob o ponto de vista Óptico e vibracional a matriz vÍtrea 60B203 — (20 — x)Na2O —10PbO —10Al2O3 : xTiO2, com x= 0, 1, 2, 3, 4, e 5 mol%, a fim de compreender as mudanças causadas com a substituição de óxido de sódio (Na2O) por óxido de titânio (TiO2). Realizamos medidas de difração de Raio-X, as quais revelaram estruturas amorfas homogêneas em toda a faixa de composição. Os espectros de absorção mostraram que a energia da largura da banda óptica (∆Eopt) e a Energia de Urbach (UE) diminuíram à medida que aumentamos a concentração do óxido de titânio (TiO2). Ao utilizarmos a Espectroscopia Vibracional Raman e Infravermelho por Transformada de Fourier, observamos alterações nos espectros, as quais, indicaram uma relação com o efeito de conversão de BO4 para BO3 e o aparecimento de grupos BO4 livres, indicando que os íons de titânio atuaram como um modificador da rede vítrea. Posteriormente, investigamos as modificações nas propriedades estruturais causadas com a substituição de óxido de sódio (Na2O) por óxido de titânio (TiO2), utilizando como ponto de vista as propriedades espectroscópicas do íon dopante Nd3+ da seguinte matriz vítrea borato 60B2O3 — (20 — x)Na2O — 10PbO — 10Al2O3 : xTiO2 : yNd2O3, com x= 0, 1, 2, 3, 4, 5 mol% e y= 1, 2, 3, 4, 5 peso%. A tendência da temperatura de transição vítrea, dos parâmetros Judd-Ofelt, (2;4;6) e da razão nefelauxética em função do aumento da concentração dos óxidos de titânio (TiO2) e dos óxidos de neodímio (Nd2O3) foram interpretados quantitativamente e qualitativamente em termos das ligações da rede e do número de coordenação. As medições da temperatura de transição vítrea para toda a série do sistema vítreo dopada com íons de neodímio (Nd3+) em diferentes concentrações de óxidos de titânio (TiO2) sugeriram mudanças na rigidez da matriz, devido à mudança de coordenação do óxido de boro, resultante do efeito da conversão do BO4 para o BO3. A variação dos parâmetros de Judd-Ofelt indicaram que o raio médio do íon terra rara-ligante diminuiu criando uma redistribuição da densidade eletrônica quando a concentração do íon de neodímio (Nd3+) aumenta.

Le but de ce travail est d'étudier l'effet de la teneur en cuivre et de la valence des atomes de cuivre sur la structure et les propriétés mécanique du verre. Des verres de zinc- et plomb- cuivre borate ont été étudiés. Les changements structurels avec le remplacement de PbO ou ZnO par CuO sont observés par réflectance infrarouge et Raman. L'état d'oxydation, l'environnement du site et la liaison caractéristique d'ions de cuivre ont été étudiés par spectroscopie optique et de résonance de spin électronique. Les propriétés mécaniques ont été déterminées et corrélées à la structure du verre et à sa composition, en mettant l'accent sur les propriétés élastiques, le comportement d'indentation (dureté et micro-fissures), la ténacité et la dépendance à la température de l'élasticité. Le cuivre a une tendance à stabiliser le bore en coordinence trigonale et donne une structure de type métaborate plus homogène. L'ajout d'ions de cuivre au verre métaborate améliore les performances mécaniques (modules d'élasticité et dureté), et diminue la sensibilité à la température ainsi que le taux de ramollissement des verres au plomb. Toutefois, l'ajout d'ions de cuivre dans les verres au zinc a des effets opposés sur ces propriétés. Les changements chimiques à la surface des verres de borates de cuivre et de zinc après traitement thermique sont également étudiés. L'étude par nanoindentation et par rayage montre que la couche cristallisée améliore la résistance mécanique de la surface du verre. / The aim of this work is to study the effect of copper content and copper valence on the structural and mechanical properties of glass. Zinc- and lead- copper borate glasses were studied. Their structural changes with the substitution of CuO for ZnO or PbO are followed by Raman and reflectance infrared. The oxidation state, site environment and bonding characteristic of copper ions are studied by optical and electron spin resonance spectroscopy. The mechanical properties were determined and correlated to the glass structure and composition, with a particular emphasis on the elastic properties, sharp indentation behavior (hardness and micro-cracking), toughness and temperature dependence of elasticity. Copper tends to stabilize trigonal boron and gives a more homogeneous metaborate structure. Adding copper ions to the metaborate glass clearly improves the mechanical performance (elastic moduli and hardness), in the meantime decreases the temperature sensitivity and soften rate of lead borate glasses. However, adding copper ions in zinc borate glasses has opposite effects on these properties. The chemistry changes at zinc-copper-borate glass surface after heat-treatment are also studied. Investigation of the nanoindentation and scratch behavior show that the crystallized layer improves the mechanical resistant of glass surface.