Neste trabalho foi estudado o sistema vítreo binário SiO2-MoO3 preparado pelo método sol-gel. As vantagens da utilização do método sol-gel em relação ao método tradicional de fusão seguido de choque térmico deve-se ao fato de que a utilização dos precursores já no estado líquido pode levar à formação de vidros mais homogêneos à temperatura ambiente. Em adição, como não há exposição à temperatura, propriedades desejáveis dos componentes podem ser preservadas. Desta forma, foram preparadas amostras no sistema binário por rota química, variando-se a proporção molar do MoO3 de 0,01% a 10,00%. O TEOS foi utilizado como precursor de SiO2 e o MoOCl4 foi o reagente de partida utilizado na obtenção do precursor de MoO3. O refluxo e o ultrassom foram as metodologias usadas para a preparação do precursor do MoO3. As amostras dos vidros foram preparadas sob a forma de monolitos e caracterizadas sob a forma de pó fino para as análises de DRX, análises térmicas (TGA e DSC), análises espectroscópicas por reflexão atenuada no infravermelho (ATR) e de espalhamento Raman. A solução precursora de MoO3 foi estudada por espectroscopia de absorção na região do UV-VIS e o pó desse precursor foi também analisado por espalhamento Raman. Através dos resultados de DRX obtidos foi possível comprovar a natureza amorfa de todas as amostras preparadas, bem como a formação da fase cristalina MoO3 após tratamento térmico à temperatura de 800oC. Mesmo apresentando picos cristalinos de MoO3 pós tratamento térmico, os vidros mantiveram as características de materiais amorfos, o que é um indicativo interessante para a preparação de vitrocerâmicas. Também foi possível descrever alguns fenômenos físico-químicos através das análises térmicas realizadas: as curvas TGA apontaram grandes perdas iniciais de massa devido a solventes orgânicos adsorvidos no gel, evidenciando a importância da realização de tratamento térmico para a obtenção de resultados mais satisfatórios, ao passo que as curvas DSC apontaram as temperaturas características dos vidros, deduzindo-se que o metal está se incorporando à matriz vítrea já que houve aumento da temperatura de transição vítrea (Tg) com o aumento da proporção molar de MoO3. Estudos estruturais dos sistemas vítreos buscaram identificar a forma como essa incorporação poderia estar ocorrendo. As análises de ATR na região do infravermelho identificaram ligações em rede do molibdênio com a sílica, corroborando para o fato de o molibdênio estar participando do sistema, modificando a matriz vítrea. Análises de espalhamento Raman identificaram espécies octaedricamente coordenadas de molibdênio,as quais podem ser responsáveis pelas propriedades fotocrômicas e ópticas não-lineares dos vidros. Dessa forma, os resultados alcançados sugerem a possibilidade de utilização dos vidros preparados por sol-gel para aplicação em fotônica ou outras aplicações que envolvam a óptica não-linear. / In this work, a binary system glassy SiO2-MoO3 was prepared by the sol-gel method. The advantage of using sol-gel method than the melt-quenching is the fact that it is possible to obtain more homogeneous glasses at room temperature. In addition the no temperature exposure leads to the preservation of desirable components properties. Thus samples were prepared in the binary system by sol gel varying the molecular MoO3 ratio from 0.01% to 10.00%. The TEOS was used as SiO2 precursor and MoOCl4 was the starting material used to obtain the precursor of MoO3. The methods used for MoO3 precursor preparation were the reflux and ultrasound. The samples were prepared as monoliths and characterized in the form of fine powder for the XRD analysis, thermal analysis (DSC and TGA), spectroscopic analysis by infrared attenuated reflection (ATR) and Raman scattering. The precursor solution of MoO3 was studied by absorption spectroscopy in the UV-VIS region and this precursor as powder was analyzed by Raman scattering. Through the XRD results it was possible to demonstrate the amorphous nature of all the prepared samples as well as the formation of MoO3 crystalline phase after heat treatment at 800oC. Even with the crystal peaks of MoO3 after heat treatment, the glasses kept the characteristics of amorphous materials, which is interesting for glass ceramics synthesis. It was also possible to describe some physical-chemical phenomena through thermal analyzes: the TGA curves showed large initial mass losses due to adsorbed organic solvents in gel, demonstrating the importance of heat treatment perform in order to obtain better results while DSC curves showed the possibility of metal incorporation into glassy matrix due to changes in the glass transition temperature (Tg) as consequence of MoO3 molar ratio increments. Infrared analyses identified connections between molybdenum and silica deducting that molybdenum probably is participating in the system by modifying the glass matrix. Raman scattering analysis identified octahedral coordinated molybdenum, most likely to be responsible for the photochromic and non-linear optical properties of glasses. The results suggest therefore the possibility of using the synthesized glasses for photonics or other optical non-linear applications.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:10.254.254.39:tede/621 |
| Date | 27 February 2014 |
| Creators | MORENO, Marina Gomes Murta |
| Contributors | BERTHOLDO, Roberto, http://lattes.cnpq.br/2682000754706724, POIRIER, Gaël Yves, CASSANJES, Fabia Castro, RIBEIRO, Sidney José Lima |
| Publisher | Universidade Federal de Alfenas, Instituto de Ciência e Tecnologia, Brasil, UNIFAL-MG, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFAL, instname:Universidade Federal de Alfenas, instacron:UNIFAL |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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