Made available in DSpace on 2016-08-18T18:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carolina Aranha.pdf: 1708010 bytes, checksum: 7dcaf77b32ae705564477b82545a8c0b (MD5) Previous issue date: 2011-08-10 / The objective this work is study the system BaO-B2O3 glassy-BaF2 and phases obtained from the process of controlled crystallization of it in pursuit of obtain the β-phase BaB2O4,. We studied samples containing between 0% and 40% barium fluoride. The evaluation of the microstructural and optical properties were performed using the techniques of Differential Scanning Analysis (DSC), X-ray diffraction(XRD), optical microscopy, microhardness, and absorption in the visible and ultraviolet (UV). The study of microhardness of the samples revealed an increase in tensile strength with increasing fluoride content in the sample. Increasing the fluoride content in the sample is also related to a decrease in Tg, as verified by DSC. The study of XRD patterns of crystallized samples showed that the prevalence of β-phase is BaB2O4 reduced as the fluoride content exceeds 10% of the sample, and for the sample containing 40% fluoride, the XRD patterns revealed the predominance of phase Ba2B5O9F, and samples with 20% and 40% of fluoride showed the lowest optical absorption in the visible. / Este trabalho teve por objetivo o estudo do sistema vítreo BaO-B2O3-BaF2 e das fases obtidas a partir do processo de cristalização controlada do mesmo, em busca da obtenção da fase β-BaB2O4. Foram estudadas amostras contendo entre 0% e 40% de fluoreto de Bário. A avaliação das propriedades microestruturais e ópticas foram realizadas através das técnicas de Análise Térmica Diferencial (DSC), Difração de raios-X, Microscopia Óptica, Microdureza, e absorção no visível e no Ultravioleta (UV). O estudo da microdureza das amostras revelou o aumento da resistência à tensão, com o aumento do teor de fluoreto na amostra. O aumento do teor de fluoreto na amostra também está relacionado com uma diminuição na Tg, verificada através da medida de DSC. O estudo dos difratogramas das amostras na forma de pó cristalizadas mostrou que a predominância da fase β-BaB2O4 é reduzida à proporção em que o teor de fluoreto excede os 10% na amostra, e para a amostra contendo 40% de fluoreto, os difratogramas das amostras em pó cristalizadas não-isotermicamente. Revelaram a predominância da fase Ba2B5O9F, e as amostras com 20% e 40% de fluoreto apresentaram menor absorção óptica no visível.

Este trabalho teve como principal objetivo o estudo sistemático da obtenção da fase beta-BaB204 (beta-BBO) a partir de uma fase vítrea do sistema BaO-B2O3-TiO2. Foram estudadas amostras contendo entre 4 e 16% de TiO2. A avaliação das propriedades térmicas, estruturais e microestruturais das amostras foi realizada empregando as técnicas de Analise Térmica Diferencial (DTA), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Raman, Absorção e Transmissão óptica no Infravermelho, Espectroscopia de Absorção de Raios-X (XAS) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). O coeficiente de Geração de Segundo Harmônico (GSH) foi obtido através das medidas do loci de casamento de fase e da Franja de Maker. O estudo do processo de cristalização revelou que em todas as amostras prevaleceu o mecanismo de cristalização superficial. Nas amostras contendo 4 e 8% de TiO2 foi observada a cristalização da fase beta-BBO enquanto que nas amostras contendo 15 e 16% de TiO2, foi observado que o processo de cristalização se inicia pela fase BaTi(BO3)2 e que somente após longos tempos de tratamento, a fase beta-BBO se toma a fase predominante. A identificação da fase BaTi(BO3) somente foi possível com a utilização da técnica de Espectroscopia Raman. O estudo da estrutura local através das técnicas de XAS e RMN mostrou que a estrutura local ao redor dos átomos de titânio, bário e boro nas amostras cristalizadas é pouco afetada quando a quantidade de TiO2 passa de 4 para 16%. A análise dos resultados da medida de geração de segundo harmônico mostrou que nas amostras contendo uma camada da superfície cristalizada, o valor do coeficiente de geração de segundo harmônico (deff) é equivalente ao do quartzo monocristalino e na amostra contendo 16% de TiO2, corresponde a 70% do valor observado na fase beta-BBO em sua forma monocristalina / This work consists of a systematic study of the beta-BaB2O4 (beta-BBO) crystalline phase obtained from the BaO-B2O3-TiO2 glass system containing amounts of titanium varying from 4 to 16 mol%. The thermal, structural and microstructural properties of the samples were evaluated by the following techniques: Differential Thermal Analysis (DTA), X-Ray Diffraction (XRD), Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman Spectroscopy, Infrared Optical Absorption Spectroscopy, X-Ray Absorption Spectroscopy (XAS) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR). The Second Harmonic Generation (SHG) coefficient (def) was obtained from the phase matching Loci and Maker fringe curves. A study of the crystallization process revealed that the surface crystallization mechanism predominated in each of the samples. Only the beta-BBO phase was observed in the samples containing 4 and 8 mol% of TiO2. However, in the samples containing 15 and 16 mol% of TiO2, crystallization of the BaTi(BO3)2 occurred first and was followed by crystallization of the P-BBO phase, which subsequently became the main phase as the period of heat treatment increased. The identification of the BaTi(BO3)2 phase in the early stage of the crystallization process was only possible by using the Raman spectroscopy technique. Based on the results obtained from the XAS and NMR techniques, it was found that the increasing the titanium concentration does not affect significantly the short-range order around Ti, Ba and B atoms. An analysis of the SHG data obtained from the crystallized surface of the glassy samples indicated that the SHG coefficient, def, was comparable to that of the z-quartz monocrystalline sample and, in the sample containing 16 mol% of TiO2, it corresponded to 70% of the value observed for the monocrystalline beta-BBO sample

Este trabalho teve como principal objetivo o estudo sistemático da obtenção da fase beta-BaB204 (beta-BBO) a partir de uma fase vítrea do sistema BaO-B2O3-TiO2. Foram estudadas amostras contendo entre 4 e 16% de TiO2. A avaliação das propriedades térmicas, estruturais e microestruturais das amostras foi realizada empregando as técnicas de Analise Térmica Diferencial (DTA), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Raman, Absorção e Transmissão óptica no Infravermelho, Espectroscopia de Absorção de Raios-X (XAS) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). O coeficiente de Geração de Segundo Harmônico (GSH) foi obtido através das medidas do loci de casamento de fase e da Franja de Maker. O estudo do processo de cristalização revelou que em todas as amostras prevaleceu o mecanismo de cristalização superficial. Nas amostras contendo 4 e 8% de TiO2 foi observada a cristalização da fase beta-BBO enquanto que nas amostras contendo 15 e 16% de TiO2, foi observado que o processo de cristalização se inicia pela fase BaTi(BO3)2 e que somente após longos tempos de tratamento, a fase beta-BBO se toma a fase predominante. A identificação da fase BaTi(BO3) somente foi possível com a utilização da técnica de Espectroscopia Raman. O estudo da estrutura local através das técnicas de XAS e RMN mostrou que a estrutura local ao redor dos átomos de titânio, bário e boro nas amostras cristalizadas é pouco afetada quando a quantidade de TiO2 passa de 4 para 16%. A análise dos resultados da medida de geração de segundo harmônico mostrou que nas amostras contendo uma camada da superfície cristalizada, o valor do coeficiente de geração de segundo harmônico (deff) é equivalente ao do quartzo monocristalino e na amostra contendo 16% de TiO2, corresponde a 70% do valor observado na fase beta-BBO em sua forma monocristalina / This work consists of a systematic study of the beta-BaB2O4 (beta-BBO) crystalline phase obtained from the BaO-B2O3-TiO2 glass system containing amounts of titanium varying from 4 to 16 mol%. The thermal, structural and microstructural properties of the samples were evaluated by the following techniques: Differential Thermal Analysis (DTA), X-Ray Diffraction (XRD), Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman Spectroscopy, Infrared Optical Absorption Spectroscopy, X-Ray Absorption Spectroscopy (XAS) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR). The Second Harmonic Generation (SHG) coefficient (def) was obtained from the phase matching Loci and Maker fringe curves. A study of the crystallization process revealed that the surface crystallization mechanism predominated in each of the samples. Only the beta-BBO phase was observed in the samples containing 4 and 8 mol% of TiO2. However, in the samples containing 15 and 16 mol% of TiO2, crystallization of the BaTi(BO3)2 occurred first and was followed by crystallization of the P-BBO phase, which subsequently became the main phase as the period of heat treatment increased. The identification of the BaTi(BO3)2 phase in the early stage of the crystallization process was only possible by using the Raman spectroscopy technique. Based on the results obtained from the XAS and NMR techniques, it was found that the increasing the titanium concentration does not affect significantly the short-range order around Ti, Ba and B atoms. An analysis of the SHG data obtained from the crystallized surface of the glassy samples indicated that the SHG coefficient, def, was comparable to that of the z-quartz monocrystalline sample and, in the sample containing 16 mol% of TiO2, it corresponded to 70% of the value observed for the monocrystalline beta-BBO sample