O desenvolvimento de materiais compósitos e tecnologias relacionadas ao design e fabricação tem possibilitado a introdução destes materiais em áreas pouco viáveis anteriormente. Compósitos são materiais multifuncionais com propriedades físicas e mecânicas sem precedentes que podem ser adaptados de modo a satisfazer as exigências de uma aplicação específica. Atualmente, há um crescente número de aplicações nas quais as propriedades físicas de compósitos são de extrema importância. Por exemplo, a alta condutividade térmica e baixo coeficiente de expansão térmica de alguns compósitos poliméricos de matriz termoplástica têm possibilitado sua utilização em áreas como microeletrônica, trocadores de calor e energia renovável, e em aplicações como o desenvolvimento de coletores solares poliméricos. Materiais condutores térmicos de alto desempenho são desenvolvidos através da combinação de matrizes poliméricas e materiais particulados de elevada condutividade térmica, tais como, particulados metálicos, particulados cerâmicos, grafite e negro de fumo. Neste trabalho foi analisada a influência da incorporação de grafite e negro de fumo nas propriedades térmicas e na cinética de cristalização isotérmica no polipropileno. Foram empregados teores de grafite e negro de fumo entre 1 e 10% (em volume) e três granulometrias diferentes de grafite. Ensaios morfológicos e térmicos foram realizados nos compósitos processados para avaliação da dispersão e da influência das cargas em propriedades como: condutividade térmica, temperatura de deflexão térmica e temperatura de fusão, além do comportamento cinético de cristalização. A incorporação das cargas influenciou significativamente as propriedades térmicas do sistema e a cinética de cristalização isotérmica. Foi observado um incremento de aproximadamente 50% na condutividade térmica em relação ao polímero puro. O aumento da temperatura de deflexão térmica foi da ordem de 20%, enquanto que não foi constatada influência significativa na temperatura de fusão. Foi observado que a incorporação de grafite e negro de fumo influencia a cinética de cristalização isotérmica provocando aumento da taxa de cristalização e, consequentemente, diminuindo o tempo para que a cristalização ocorra na maioria dos compósitos analisados. / Composite materials development and related technologies in design and manufacturing has enabled the introduction of these materials in areas not previously viable. Composites are multifunctional materials with unprecedented physical and mechanical properties that can be tailored to meet the requirements of a particular application. Currently, the physical properties of composites are becoming very important in a large range of applications. For example, high thermal conductivity and low thermal expansion coefficient of thermoplastic composites have enabled their application in areas such as microelectronics, heat exchangers and renewable energy by the development of polymeric solar collectors. Composites materials with high thermal performance are developed by combining polymer matrices and high thermal conductivity materials, such as metal particles, ceramic particles, graphite and carbon black. In this study was analyzed the influence of graphite and carbon black incorporation on the thermal properties and isothermal crystallization kinetics of the polypropylene matrix. Graphite (in three different particle size) and carbon black content between 1 and 10% by volume were incorporated in the PP matrix. Morphological tests and thermal analyzes were performed on the composites to evaluate the dispersion and the filler’s influence in properties such as thermal conductivity, heat deflection temperature and melting temperature, and also on the crystallization kinetic behavior. The thermal properties and the isothermal crystallization kinetics were significantly affected by the incorporation of graphite and carbon black. It was observed an increase of approximately 50% in the thermal conductivity while the heat deflection temperature has increased around 20%. At the same time no significant influence was observed in the melting point temperature. Regarding to isothermal crystallization kinetics, the incorporation of graphite and carbon black increased the crystallization rate and hence the crystallization time was reduced for most composites analyzed.

O desenvolvimento de materiais compósitos e tecnologias relacionadas ao design e fabricação tem possibilitado a introdução destes materiais em áreas pouco viáveis anteriormente. Compósitos são materiais multifuncionais com propriedades físicas e mecânicas sem precedentes que podem ser adaptados de modo a satisfazer as exigências de uma aplicação específica. Atualmente, há um crescente número de aplicações nas quais as propriedades físicas de compósitos são de extrema importância. Por exemplo, a alta condutividade térmica e baixo coeficiente de expansão térmica de alguns compósitos poliméricos de matriz termoplástica têm possibilitado sua utilização em áreas como microeletrônica, trocadores de calor e energia renovável, e em aplicações como o desenvolvimento de coletores solares poliméricos. Materiais condutores térmicos de alto desempenho são desenvolvidos através da combinação de matrizes poliméricas e materiais particulados de elevada condutividade térmica, tais como, particulados metálicos, particulados cerâmicos, grafite e negro de fumo. Neste trabalho foi analisada a influência da incorporação de grafite e negro de fumo nas propriedades térmicas e na cinética de cristalização isotérmica no polipropileno. Foram empregados teores de grafite e negro de fumo entre 1 e 10% (em volume) e três granulometrias diferentes de grafite. Ensaios morfológicos e térmicos foram realizados nos compósitos processados para avaliação da dispersão e da influência das cargas em propriedades como: condutividade térmica, temperatura de deflexão térmica e temperatura de fusão, além do comportamento cinético de cristalização. A incorporação das cargas influenciou significativamente as propriedades térmicas do sistema e a cinética de cristalização isotérmica. Foi observado um incremento de aproximadamente 50% na condutividade térmica em relação ao polímero puro. O aumento da temperatura de deflexão térmica foi da ordem de 20%, enquanto que não foi constatada influência significativa na temperatura de fusão. Foi observado que a incorporação de grafite e negro de fumo influencia a cinética de cristalização isotérmica provocando aumento da taxa de cristalização e, consequentemente, diminuindo o tempo para que a cristalização ocorra na maioria dos compósitos analisados. / Composite materials development and related technologies in design and manufacturing has enabled the introduction of these materials in areas not previously viable. Composites are multifunctional materials with unprecedented physical and mechanical properties that can be tailored to meet the requirements of a particular application. Currently, the physical properties of composites are becoming very important in a large range of applications. For example, high thermal conductivity and low thermal expansion coefficient of thermoplastic composites have enabled their application in areas such as microelectronics, heat exchangers and renewable energy by the development of polymeric solar collectors. Composites materials with high thermal performance are developed by combining polymer matrices and high thermal conductivity materials, such as metal particles, ceramic particles, graphite and carbon black. In this study was analyzed the influence of graphite and carbon black incorporation on the thermal properties and isothermal crystallization kinetics of the polypropylene matrix. Graphite (in three different particle size) and carbon black content between 1 and 10% by volume were incorporated in the PP matrix. Morphological tests and thermal analyzes were performed on the composites to evaluate the dispersion and the filler’s influence in properties such as thermal conductivity, heat deflection temperature and melting temperature, and also on the crystallization kinetic behavior. The thermal properties and the isothermal crystallization kinetics were significantly affected by the incorporation of graphite and carbon black. It was observed an increase of approximately 50% in the thermal conductivity while the heat deflection temperature has increased around 20%. At the same time no significant influence was observed in the melting point temperature. Regarding to isothermal crystallization kinetics, the incorporation of graphite and carbon black increased the crystallization rate and hence the crystallization time was reduced for most composites analyzed.

O desenvolvimento de materiais compósitos e tecnologias relacionadas ao design e fabricação tem possibilitado a introdução destes materiais em áreas pouco viáveis anteriormente. Compósitos são materiais multifuncionais com propriedades físicas e mecânicas sem precedentes que podem ser adaptados de modo a satisfazer as exigências de uma aplicação específica. Atualmente, há um crescente número de aplicações nas quais as propriedades físicas de compósitos são de extrema importância. Por exemplo, a alta condutividade térmica e baixo coeficiente de expansão térmica de alguns compósitos poliméricos de matriz termoplástica têm possibilitado sua utilização em áreas como microeletrônica, trocadores de calor e energia renovável, e em aplicações como o desenvolvimento de coletores solares poliméricos. Materiais condutores térmicos de alto desempenho são desenvolvidos através da combinação de matrizes poliméricas e materiais particulados de elevada condutividade térmica, tais como, particulados metálicos, particulados cerâmicos, grafite e negro de fumo. Neste trabalho foi analisada a influência da incorporação de grafite e negro de fumo nas propriedades térmicas e na cinética de cristalização isotérmica no polipropileno. Foram empregados teores de grafite e negro de fumo entre 1 e 10% (em volume) e três granulometrias diferentes de grafite. Ensaios morfológicos e térmicos foram realizados nos compósitos processados para avaliação da dispersão e da influência das cargas em propriedades como: condutividade térmica, temperatura de deflexão térmica e temperatura de fusão, além do comportamento cinético de cristalização. A incorporação das cargas influenciou significativamente as propriedades térmicas do sistema e a cinética de cristalização isotérmica. Foi observado um incremento de aproximadamente 50% na condutividade térmica em relação ao polímero puro. O aumento da temperatura de deflexão térmica foi da ordem de 20%, enquanto que não foi constatada influência significativa na temperatura de fusão. Foi observado que a incorporação de grafite e negro de fumo influencia a cinética de cristalização isotérmica provocando aumento da taxa de cristalização e, consequentemente, diminuindo o tempo para que a cristalização ocorra na maioria dos compósitos analisados. / Composite materials development and related technologies in design and manufacturing has enabled the introduction of these materials in areas not previously viable. Composites are multifunctional materials with unprecedented physical and mechanical properties that can be tailored to meet the requirements of a particular application. Currently, the physical properties of composites are becoming very important in a large range of applications. For example, high thermal conductivity and low thermal expansion coefficient of thermoplastic composites have enabled their application in areas such as microelectronics, heat exchangers and renewable energy by the development of polymeric solar collectors. Composites materials with high thermal performance are developed by combining polymer matrices and high thermal conductivity materials, such as metal particles, ceramic particles, graphite and carbon black. In this study was analyzed the influence of graphite and carbon black incorporation on the thermal properties and isothermal crystallization kinetics of the polypropylene matrix. Graphite (in three different particle size) and carbon black content between 1 and 10% by volume were incorporated in the PP matrix. Morphological tests and thermal analyzes were performed on the composites to evaluate the dispersion and the filler’s influence in properties such as thermal conductivity, heat deflection temperature and melting temperature, and also on the crystallization kinetic behavior. The thermal properties and the isothermal crystallization kinetics were significantly affected by the incorporation of graphite and carbon black. It was observed an increase of approximately 50% in the thermal conductivity while the heat deflection temperature has increased around 20%. At the same time no significant influence was observed in the melting point temperature. Regarding to isothermal crystallization kinetics, the incorporation of graphite and carbon black increased the crystallization rate and hence the crystallization time was reduced for most composites analyzed.

Elastômeros termoplásticos têm sido largamente empregados como adesivos hot melt em diferentes setores da indústria. Neste trabalho foram estudados dois copolímeros em bloco de poliuretano na forma particulada, base poliéster (TPU1) e policaprolactona (TPU2), com o objetivo de avaliar o desempenho dos mesmos como adesivos particulados. Foram preparadas diferentes composições dos TPUs com aditivos de policarbodiimida (A), resina hidrocarbônica (B) e poliisocianato (C). Os TPUs aditivados em diferentes composições foram avaliados por termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) e quanto à resistência da colagem. A cinética de cristalização dos TPUs particulados puros e aditivados em diferentes isotermas foi acompanhada por DSC. Os adesivos TPU1 apresentaram velocidade de cristalização mais lenta, com exceção do TPU1 contendo os aditivos A e B (TPU1AB). Os adesivos TPU2 apresentaram taxa de cristalização maior somente quando aditivado com mistura de aditivos (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). O expoente de Avrami (n) foi inferior para os TPUs aditivados, o que sugere a ocorrência de alteração no tipo de nucleação e geometria de crescimento dos cristalitos. Os TPU1 (poliéster) e TPU2 (policaprolactona) apresentaram perfil de degradação térmica diferenciados devido a diferenças na estrutura química dos mesmos. Os adesivos TPU2 apresentaram valores de resistência mecânica mais elevados que os TPU1, em colagens de substratos de PVC. Os adesivos com maiores valores de resistência (TPU1A e TPU2A) foram extrusados e micronizados para uso como tal. O adesivo TPU1A micronizado apresentou aumento da resistência mecânica. As colagens com os adesivos TPU1 e TPU2 apresentaram falha coesiva e as composições TPU1B e TPU2AC demonstraram falha coesiva e adesiva em ensaio de tração. O processamento dos adesivos TPU1 por tratamento de plasma favoreceu um incremento dos valores de resistência de colagens em substratos de PVC. / Thermoplastic elastomers have widely been used as hot melt adhesives in different industry sectors. In this paper were studied two polyurethane block copolymers in particulate form, based polyester (TPU1) and polycaprolactone (TPU2), in order to evaluate their performance as adhesives. Different compositions of TPUs were prepared with polycarbodiimide (A), hydrocarbon resin (B) and polyisocyanate (C) additives. The TPUs with additives in different compositions were evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) and by the bond strength. The kinetics crystallization of pure and additivated TPUs at different isotherms were followed by DSC. The TPU1 adhesives showed lower crystallization rate, except the TPU1 with both A and B additives (TPU1AB). The TPU2 adhesives showed higher crystallization rate only when formulated with mixture of additives (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). The Avrami exponent (n) was lower for the TPUs containing additives, which suggests changes in the nucleation type and crystallites growth geometry. The thermal degradation profile of both TPU1 (polyester) and TPU2 (polycaprolactone) adhesives were quite different due to chemical differences. The TPU2 adhesives showed higher strength values than TPU1s on PVC substrates. The adhesives with higher bond strength (TPU1A and TPU2A) were extruded and micronized, and the TPU1A adhesive showed improved bonding property. The TPU1 and TPU2 adhesives on PVC collages showed cohesive failure and the TPU1B and TPU2AC compositions showed cohesive and adhesive failure under tension test. The adhesive plasma treatment promoted a bonding increasing of TPU1 on PVC substrates.

Elastômeros termoplásticos têm sido largamente empregados como adesivos hot melt em diferentes setores da indústria. Neste trabalho foram estudados dois copolímeros em bloco de poliuretano na forma particulada, base poliéster (TPU1) e policaprolactona (TPU2), com o objetivo de avaliar o desempenho dos mesmos como adesivos particulados. Foram preparadas diferentes composições dos TPUs com aditivos de policarbodiimida (A), resina hidrocarbônica (B) e poliisocianato (C). Os TPUs aditivados em diferentes composições foram avaliados por termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) e quanto à resistência da colagem. A cinética de cristalização dos TPUs particulados puros e aditivados em diferentes isotermas foi acompanhada por DSC. Os adesivos TPU1 apresentaram velocidade de cristalização mais lenta, com exceção do TPU1 contendo os aditivos A e B (TPU1AB). Os adesivos TPU2 apresentaram taxa de cristalização maior somente quando aditivado com mistura de aditivos (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). O expoente de Avrami (n) foi inferior para os TPUs aditivados, o que sugere a ocorrência de alteração no tipo de nucleação e geometria de crescimento dos cristalitos. Os TPU1 (poliéster) e TPU2 (policaprolactona) apresentaram perfil de degradação térmica diferenciados devido a diferenças na estrutura química dos mesmos. Os adesivos TPU2 apresentaram valores de resistência mecânica mais elevados que os TPU1, em colagens de substratos de PVC. Os adesivos com maiores valores de resistência (TPU1A e TPU2A) foram extrusados e micronizados para uso como tal. O adesivo TPU1A micronizado apresentou aumento da resistência mecânica. As colagens com os adesivos TPU1 e TPU2 apresentaram falha coesiva e as composições TPU1B e TPU2AC demonstraram falha coesiva e adesiva em ensaio de tração. O processamento dos adesivos TPU1 por tratamento de plasma favoreceu um incremento dos valores de resistência de colagens em substratos de PVC. / Thermoplastic elastomers have widely been used as hot melt adhesives in different industry sectors. In this paper were studied two polyurethane block copolymers in particulate form, based polyester (TPU1) and polycaprolactone (TPU2), in order to evaluate their performance as adhesives. Different compositions of TPUs were prepared with polycarbodiimide (A), hydrocarbon resin (B) and polyisocyanate (C) additives. The TPUs with additives in different compositions were evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) and by the bond strength. The kinetics crystallization of pure and additivated TPUs at different isotherms were followed by DSC. The TPU1 adhesives showed lower crystallization rate, except the TPU1 with both A and B additives (TPU1AB). The TPU2 adhesives showed higher crystallization rate only when formulated with mixture of additives (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). The Avrami exponent (n) was lower for the TPUs containing additives, which suggests changes in the nucleation type and crystallites growth geometry. The thermal degradation profile of both TPU1 (polyester) and TPU2 (polycaprolactone) adhesives were quite different due to chemical differences. The TPU2 adhesives showed higher strength values than TPU1s on PVC substrates. The adhesives with higher bond strength (TPU1A and TPU2A) were extruded and micronized, and the TPU1A adhesive showed improved bonding property. The TPU1 and TPU2 adhesives on PVC collages showed cohesive failure and the TPU1B and TPU2AC compositions showed cohesive and adhesive failure under tension test. The adhesive plasma treatment promoted a bonding increasing of TPU1 on PVC substrates.

Elastômeros termoplásticos têm sido largamente empregados como adesivos hot melt em diferentes setores da indústria. Neste trabalho foram estudados dois copolímeros em bloco de poliuretano na forma particulada, base poliéster (TPU1) e policaprolactona (TPU2), com o objetivo de avaliar o desempenho dos mesmos como adesivos particulados. Foram preparadas diferentes composições dos TPUs com aditivos de policarbodiimida (A), resina hidrocarbônica (B) e poliisocianato (C). Os TPUs aditivados em diferentes composições foram avaliados por termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) e quanto à resistência da colagem. A cinética de cristalização dos TPUs particulados puros e aditivados em diferentes isotermas foi acompanhada por DSC. Os adesivos TPU1 apresentaram velocidade de cristalização mais lenta, com exceção do TPU1 contendo os aditivos A e B (TPU1AB). Os adesivos TPU2 apresentaram taxa de cristalização maior somente quando aditivado com mistura de aditivos (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). O expoente de Avrami (n) foi inferior para os TPUs aditivados, o que sugere a ocorrência de alteração no tipo de nucleação e geometria de crescimento dos cristalitos. Os TPU1 (poliéster) e TPU2 (policaprolactona) apresentaram perfil de degradação térmica diferenciados devido a diferenças na estrutura química dos mesmos. Os adesivos TPU2 apresentaram valores de resistência mecânica mais elevados que os TPU1, em colagens de substratos de PVC. Os adesivos com maiores valores de resistência (TPU1A e TPU2A) foram extrusados e micronizados para uso como tal. O adesivo TPU1A micronizado apresentou aumento da resistência mecânica. As colagens com os adesivos TPU1 e TPU2 apresentaram falha coesiva e as composições TPU1B e TPU2AC demonstraram falha coesiva e adesiva em ensaio de tração. O processamento dos adesivos TPU1 por tratamento de plasma favoreceu um incremento dos valores de resistência de colagens em substratos de PVC. / Thermoplastic elastomers have widely been used as hot melt adhesives in different industry sectors. In this paper were studied two polyurethane block copolymers in particulate form, based polyester (TPU1) and polycaprolactone (TPU2), in order to evaluate their performance as adhesives. Different compositions of TPUs were prepared with polycarbodiimide (A), hydrocarbon resin (B) and polyisocyanate (C) additives. The TPUs with additives in different compositions were evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) and by the bond strength. The kinetics crystallization of pure and additivated TPUs at different isotherms were followed by DSC. The TPU1 adhesives showed lower crystallization rate, except the TPU1 with both A and B additives (TPU1AB). The TPU2 adhesives showed higher crystallization rate only when formulated with mixture of additives (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). The Avrami exponent (n) was lower for the TPUs containing additives, which suggests changes in the nucleation type and crystallites growth geometry. The thermal degradation profile of both TPU1 (polyester) and TPU2 (polycaprolactone) adhesives were quite different due to chemical differences. The TPU2 adhesives showed higher strength values than TPU1s on PVC substrates. The adhesives with higher bond strength (TPU1A and TPU2A) were extruded and micronized, and the TPU1A adhesive showed improved bonding property. The TPU1 and TPU2 adhesives on PVC collages showed cohesive failure and the TPU1B and TPU2AC compositions showed cohesive and adhesive failure under tension test. The adhesive plasma treatment promoted a bonding increasing of TPU1 on PVC substrates.

Vitrocerâmicas contendo cristais de diopsídio (CaMgSi2O6 = CMS2) têm sido consideradas promissoras para diferentes aplicações. Entretanto, quando tratado termicamente, o vidro de diopsídio exibe somente cristalização superficial. Uma maneira de se obter cristalização no volume neste vidro é através da adição de agentes nucleantes em sua composição. O objetivo inicial desta tese de doutorado foi verificar a eficiência da adição dos compostos TiO2, ZrO2 e Fe2O3, como agentes nucleantes no processo de cristalização volumétrica no vidro de diopsídio. Os vidros foram obtidos pelo método de fusão-resfriamento e, em seguida, foram submetidos a um tratamento térmico de nucleação e crescimento de cristais. Os resultados mostraram que somente a adição de Fe2O3 acima de 7% molar ao vidro CMS2 favorece a cristalização no interior da amostra. O vidro contendo 9 mol% de Fe2O3 apresenta como característica principal uma distribuição homogênea de cristais no volume da amostra vítrea. As fases cristalinas originadas foram caracterizadas por Difratometria de Raios X e o mecanismo de nucleação de cristais foi estudado através do método de Análise Térmica Diferencial (ATD) e análise microestrutural quantitativa de amostras submetidas aos seguintes ciclos de tratamento isotérmico: i) dois estágios (o primeiro de nucleação e o segundo de crescimento de cristais) e ii) um único estágio de nucleação e crescimento de cristais. As amostras contendo 9 mol% de Fe2O3 apresentaram somente a fase cristalina diopsídio com os íons de ferro aparentemente incorporados em sua rede cristalina. Através da análise dos dados de ATD em regime isotérmico da amostra contendo 9 mol% de óxido de ferro foi possível determinar o valor médio do coeficiente de Avrami (n) como sendo próximo a 3,0 para temperaturas de 760, 770, 780 e 790 °C. De acordo com a literatura, estes valores de n indicam que o vidro CMS2 contendo 9 mol% de Fe2O3 exibe um mecanismo de cristalização volumétrica caracterizado pelo aumento e saturação do número de núcleos de cristais tridimensionais de diopsídio férrico e por um mecanismo de crescimento de cristais controlado por interface. Além disso, os resultados do método de microscopia para os dados experimentais correspondentes ao tratamento térmico de simples estágio mostraram que o mecanismo de cristalização volumétrica do vidro CMS2 9F é descrito pelo caso mais geral da equação de KJMAY, onde as taxas de nucleação e de crescimento são dependentes do tempo e podem variar ao longo do processo de cristalização isotérmica. / Glass-ceramics containing diopside crystals (CaMgSi2O6 = CMS2) have been considered promising for different applications. However, when thermally treated, diopside glass exhibits only surface crystallization. One way of obtaining volume crystallization in this glass is by the addition of nucleating agents in its composition. The initial objective of this PhD thesis was to verify the efficiency of the addition of the TiO2, ZrO2 and Fe2O3 compounds as nucleating agents in the process of volume crystallization in diopside glass. Glasses were obtained by the melt-cooling method and were then subjected to a nucleation and crystal growth heat treatment. The results showed that only the addition of Fe2O3 above 7 mol% to the CMS2 glass favors crystallization in the sample volume. Glass containing 9 mol% Fe2O3 has as main characteristics a homogeneous distribution of crystals in the sample volume. The crystalline phases originated were characterized by X-ray diffraction and the crystal nucleation mechanism was studied through the Differential Thermal Analysis (DTA) method and quantitative microstructural analysis of samples submitted to double - and single - stage thermal treatments. The samples containing 9 mol% of Fe2O3 presented only the ferric diopside crystalline phase with the iron atom apparently incorporated in its crystalline network. By analyzing the DTA data in the isothermal regime of the sample containing 9 mol% of iron oxide, it was possible to determine the average value of the Avrami coefficient (n) as being near to 3.0 for temperatures of 760, 770, 780 and 790 oC. According to the literature, these values of n indicate that CMS2 glass containing 9 mol% Fe2O3 exhibits a volume crystallization mechanism characterized by increase and saturation of the number of nuclei and an interface-controlled growth of ferric diopside three-dimensional crystals. In addition, the results of the microscopy method for the experimental data corresponding to the single-stage heat treatment showed that the CMS2 9F glass volume nucleation mechanism is described by the more general case of the KJMAY equation, where the rates of nucleation and growth are time dependent and can vary throughout the isothermal crystallization process.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-27Bitstream added on 2014-06-13T19:32:46Z : No. of bitstreams: 1 costa_fb_me_ilha.pdf: 9510999 bytes, checksum: 9a5d3acde99bb0f41fcb579520ce6a76 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os vidros preparados para diversas aplicações têm um ponto em comum: a possibilidade de nuclear e cristalizar novas fases, quando preparados a partir de uma massa fundida ou através de um tratamento térmico acima da temperatura de transição vítrea. Neste trabalho são apresentadas de forma sucinta as formulações teóricas de formação de vidros incidindo principalmente nos processos de nucleação e crescimento de fases. O estudo da cristalização de vidros pode ser feito através de métodos cinéticos baseados na descrição teórica formulada por Johnson-Mehl- Avrami (JMA). Estes métodos descrevem os processos de nucleação e cristalização utilizando dados provenientes das curvas de DTA/DSC. Uma delas é aquela proposta por Kurajica, que determina os parâmetros cinéticos utilizando um modelo para a resolução da sobreposição dos picos de cristalização. Para a aplicação deste modelo, foram utilizados vidros teluretos, de composição 80TeO2 - 10Nb2O5 - 8Li2O - 2V2O5 (mol%) denominados TNLV, e vidros fosfatos, de composição 50P2O5 - 36Na2O - 10CdO - 4La2O3 (mol%), dopados com 20 e 60mg de CeO2 denominados PNCL20 e PNCL60. O estudo cinético teve início com a identificação das fases cristalinas formadas, utilizando a difratometria de raios X (DRX). Considerando a formação de três fases cristalinas para cada sistema vítreo, a equação proposta por Kurajica foi aplicada, utilizando o software Origin 7.0, para determinação dos parâmetros cinéticos, a partir dos ajustes dos dados de DSC. Os coeficientes de Avrami (n) determinados mostraram que para o sistema TNLV o crescimento se dá em três dimensões com mecanismos diferentes, enquanto que para os sistemas PNCL20 e PNCL60, o crescimento ocorre em três dimensões com reação de interface. Foi observado que... / The glasses prepared for various applications have one common point: the possibility of new phases nucleation and crystallization, when prepared from a melt or through a heat treatment above the glass transition temperature. In this work are presented briefly the theoretical formulations of formation of glass focusing mainly in the processes of phases nucleation and growth. The study of glass crystallization can be done by kinetic methods based on the theoretical description formulated by Johnson- Mehl-Avrami (JMA). These methods describe the processes of nucleation and crystallization using data from DTA/DSC curves. One model is that proposed by Kurajica which determine the kinetic parameters resolving overlapping peaks of crystallization. To apply this model were used a tellurite glass, with composition 80TeO2 - 10Nb2O5 - 8Li2O - 2V2O5 (mol%) denominated TNLV, and two phosphate glasses of composition 50P2O5 - 36Na2O - 10CdO - 4La2O3 (mol%) doped with 20 and 60mg of CeO2 denominated PNCL20 and PNCL60. The kinetic study started us with the identification of crystalline phase, using the X-ray diffraction (XRD). Considering that three crystalline phases are formed for each glassy system, the Kurajica equation was applied using the Origin 7.0 software, for determining the kinetic parameters. The calculated Avrami coefficients (n) shown that for the TNLV system the growth occurs in three dimensions with different mechanisms, while for the PNCL20 and PNCL60 systems the growth occurs in three dimensions with an interface reaction. It was observed that the PNCL20 system has higher activation energy that the PNCL60 system and XRD patterns showed that the characteristic peaks of the phases containing CeO2, become higher and thinner in the system PNCL60. These results show that the cerium may favors the glass crystallization.