Resumo: Vitro-cerâmicos geralmente têm as propriedades mecânicas superficiais melhores que as dos vidros respectivos. Isoladores para linhas de transmissão de energia elétrica em altatensão apresentam falhas decorrentes do estado de suas superfícies. Com o objetivo de melhorar as propriedades mecânicas superficiais de dispositivos isoladores de alta-tensão feitos de vidro (Si0 2 -Al2 0 3 -Nci2 0 -K2 0 -Ca0 -Mg0 -Ba0 -Fe2 0 $), estudamos a possibilidade de transformar este vidro em um material vitro-cerâmico. O estudo compreendeu análises térmicas, microscopias: óptica, de elétrons por varredura e de força atômica, avaliação da cinética de cristalização, difratometrias de raios-x, espectroscopias de energia dispersiva e micro-Raman além da determinação das propriedades mecânicas da região da superfície. A cristalização superficial foi promovida pelo aquecimento controlado após polimento mecânico realizado com diferentes agentes: óxido de cério, diamante, alumina, e lixa de SiC. A cinética de cristalização superficial foi avaliada com tratamentos térmicos nas temperaturas de 650°C e 670°C por intervalos de tempo de: 24, 48, 72 e 96 horas. Na investigação da cinética de cristalização pudemos concluir que o estado da superfície é um parâmetro que influencia a cristalização. Os agentes usados no polimento agiram de maneira diferente na cristalização. A fração cristalina superficial foi maior, em média, para as amostras polidas com óxido de cério seguido pelo polimento com diamante e alumina, nesta ordem. As taxas de nucleação obtidas assumiram valores da ordem de 104m'2h'1 até 107m'2h''. O polimento com alumina foi o que mais favoreceu o crescimento dos cristais e o com lixa SiC granulometria 1200 o que mais favoreceu a nucleação. As microscopias óptica e de elétrons por varredura comprovaram a existência de várias morfologias cristalinas e a cristalização superficial. Espectroscopias de energia dispersiva comprovaram que" o agente de polimento foi detectado na superfície e serviu, possivelmente, como sítio de nucleação e que alguns cristais tinham a mesma composição do vidro base. Por difratometrias de raios-x identificamos a existência da estrutura S1O2 trigonal com um oxigênio deslocado. Espectroscopias Micro-Raman de alguns cristais forneceram dois espectros distintos que comprovaram que grande parte dos cristais é basicamente formado por monômeros S1O4 esticados e por estruturas AI2O3, este resultado ficou de acordo com as análises químicas dos cristais realizadas por espectroscopias de energia dispersiva e com as difratometrias de raios-x. Ocorreu cristalização superficial somente quando as amostras foram polidas. As frações cristalinas obtidas foram de, no máximo, 5%, e os resultados das análises térmicas mostraram que 0 material em questão não sofre cristalização a não ser, possivelmente, em temperaturas muito elevadas capazes de amolecer o vidro consideravelmente. Estes dois fatos, baixas frações cristalinas e altas temperaturas de cristalização, mostraram que é inviável a produção de um material vitrocerâmico a partir deste vidro, pelo menos com as técnicas utilizadas neste trabalho.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/29877 |
| Date | 08 April 2013 |
| Creators | Stankievicz, Janusz Henryk |
| Contributors | Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciencias Exatas. Programa de Pós-Graduaçao em Física, Lepienski, Carlos Mauricio, 1954- |
| 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:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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