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Previous issue date: 2010-10-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / Glass-ceramics based on the Li2O-Al2O3-SiO2 (LAS) system represent the most important (commercial) family. They are required for applications where extreme dimensional stability and thermal shock resistance are of utmost importance. Glass-ceramics are mainly produced by the traditional method of melting and shaping followed by internal crystallization induced by nucleating agents and thermal treatments. In this work an alternative route to obtain glassceramics in the LAS system was developed by sintering with concurrent crystallization. Very low thermal expansion coefficient (TEC), good mechanical strength and nil porosity were the intended properties. Several glass compositions in this system were formulated and evaluated. The samples were characterized by optical and electrical microscopy, X-ray diffraction and dilatometry. The optimized glass-ceramic composition presented 1.4% of residual pore fraction and thermal expansion coefficient of 0.02 x 10-6 ºC-1 between 40C and 500C. The Clusters model was used to simulate its sintering process and good agreement with experimental data was achieved. Excellent thermal shock resistance up to 600C and a flexural strength similar to that of the commercial glass-ceramic Ceranwere obtained. In order to minimize the residual porosity and improve the superficial properties of the sintered LAS glass-ceramic, silica and silica/zirconia coatings obtained by solgel route were deposited by dip coating on the glass-ceramic surface. The silica/zirconia coating (TMZ), which was only 0,4 m thick, was the hardest one and exhibited the highest wear resistance. The sintered glass-ceramic here developed showed similar dimensional stability and mechanical properties to the commercial material Ceran, which indicate its potential application, for example, as cook top panels. viii / As vitrocerâmicas do sistema Li2O-Al2O3-SiO2 (LAS) representam a mais importante família de vitrocerâmicas comerciais e são empregadas para usos que requerem elevada estabilidade dimensional e resistência ao choque térmico. Elas são produzidas pelo método tradicional de fusão, conformação de um artigo vítreo e cristalização controlada através de agentes nucleantes. No presente trabalho desenvolveu-se um processo alternativo via sinterização com cristalização concorrente para a obtenção de vitrocerâmicas deste sistema. As propriedades almejadas foram baixo coeficiente de expansão térmica (CET) e porosidade nula. Foram elaboradas e avaliadas dez composições de vidros deste sistema. As amostras foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica, difração de raios-X e dilatometria. A vitrocerâmica de composição considerada como otimizada apresentou uma fração de poros residual de 1,4% e CET de 0,02 x 10-6 C-1. Esta vitrocerâmica foi caracterizada extensivamente e seu processo de sinterização é bem descrito pelo modelo de clusters . Com o intuito de minimizar a porosidade superficial e melhorar as propriedades de superfície da vitrocerâmica sinterizada, foram depositados recobrimentos de sílica e sílica/zircônia, obtidos via sol-gel, sobre sua superfície. O material contendo recobrimento de sílica/zircônia (TMZ) com espessura de apenas 0,4 m apresentou maiores dureza e resistência ao desgaste. Foi observado que a vitrocerâmica sinterizada desenvolvida neste trabalho apresentou maior estabilidade dimensional que a amostra comercial Ceranpara temperaturas de até 600C e propriedades mecânicas muito similares a este material, o que caracteriza sua potencial aplicação como placa de aquecimento.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/680 |
| Date | 15 October 2010 |
| Creators | Soares, Viviane Oliveira |
| Contributors | Zanotto, Edgar Dutra |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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