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https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2516
Registro completo de metadados
Campo DC | Valor | Idioma |
---|---|---|
dc.creator | SILVA, Roni Alisson | - |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4838390433663020 | por |
dc.contributor.advisor1 | POIRIER, Gael Yves | - |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2457188837334937 | por |
dc.contributor.referee1 | RAMOS, Alfeu Saraiva | - |
dc.contributor.referee2 | SERBENA, Francisco Carlos | - |
dc.date.accessioned | 2025-02-24T22:25:56Z | - |
dc.date.issued | 2022-08-09 | - |
dc.identifier.citation | SILVA, Roni Alisson. Estudo das propriedades mecânicas e químicas de vidros fosfatos com adição de óxido de nióbio. 2022. 113 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, 2022. | por |
dc.identifier.uri | https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2516 | - |
dc.description.resumo | Neste trabalho foram sintetizados vidros fosfatos com adição de óxido de nióbio no sistema binário (100-x)KPO3-xNb2O5 em que x variou de 20% a 50% em mol e a partir do vidro precursor na composição de 50KPO3-50Nb2O5, foi obtida uma vitrocerâmica transparente por tratamento térmico. Os vidros foram preparados pelo método tradicional de fusão/choque térmico. Estudos anteriores do grupo de pesquisa em vidros e vitrocerâmicas da Universidade Federal de Alfenas-UNIFAL apontam esse sistema vítreo como promissor para aplicações em óptica e fotônica, tendo em vista seu baixo custo e interesse estratégico do nióbio no cenário nacional. A fim de caracterizar as amostras obtidas foram realizados ensaios de análise térmica para determinar as temperaturas características de cada composição, sendo observado o aumento da temperatura de transição vítrea com o acréscimo do óxido de nióbio. Ensaios de estabilidade química em meios ácidos, neutros e básicos mostraram que a adição de Nb2O5 aumenta significativamente a resistência química dessas composições vítreas. Medidas de espectroscopia Raman e RMN do 31P permitiram identificar as variações estruturais em função do teor de Nb2O5 e estado de cristalinidade responsável das propriedades térmicas e químicas observadas. Em particular, as investigações estruturais apontam que as unidades NbO6 são inseridas nas cadeias fosfatos, aumentando a conectividade da rede vítrea. Para maiores teores de Nb2O5, são formados agregados tridimensionais de unidades NbO6 entre as cadeias mistas de fosfato de nióbio, os quais agem como núcleos de cristalização para precipitação de fases niobatos. Foi ainda identificado um aumento nos valores de densidade, índice de refração e densidade de empacotamento atômico para maiores teores de Nb2O5. A investigação das propriedades mecânicas mostrou que a incorporação de Nb2O5 de 20% para 50% modifica drasticamente o comportamento mecânico dos vidros com aumento significativo do módulo de elasticidade, tenacidade à fratura por indentação, dureza por nanoindentação e dureza Vickers. No caso da vitrocerâmica transparente obtida a partir da composição vítrea 50KPO3-50Nb2O5, ensaios de microscopia eletrônica de varredura identificaram a formação de cristais em escala nanométrica no diâmetro médio de 66±14 nm, enquanto os resultados de difração de raios-x permitiram identificar a presença de Nb2O5 cristalino e outra fase não identificada na amostra tratada por 12h a 771ºC. Os resultados obtidos representam uma contribuição aos estudos de vidros e vitrocerâmicas a base de fosfato de nióbio. | por |
dc.description.abstract | In this work, niobium phosphate glasses were synthesized by melt-quenching in the binary system (100-x)KPO3-xNb2O5 in which x varied from 20% to 50%. A transparent glass-ceramic was also obtained by heat-treatment from the glass composition 50KPO3-50Nb2O5. Previous studies by the research group on glass and glass-ceramics at the Federal University of Alfenas-UNIFAL point out this vitreous system as promising for applications in optics and photonics, given its low cost and strategic interest of niobium in the national scenario. Thermal analysis was carried out to determine the characteristic temperatures of each composition, and the increase in the glass transition temperature was observed with the addition of niobium oxide. Chemical stability was evaluated in acidic, neutral and basic media, showing that the addition of Nb2O5 significantly increases the chemical resistance of these glassy compositions. Raman spectroscopy and 31P NMR measurements allowed the identification of structural variations as a function of the Nb2O5 content and crystallinity state responsible for the thermal and chemical properties. In particular, structural investigations indicate that NbO6 units are inserted into phosphate chains, increasing the connectivity of the vitreous network. For higher Nb2O5 contents, three-dimensional aggregates of NbO6 units are formed between the mixed niobium phosphate chains, which act as crystallization nuclei for the precipitation of niobate phases. Other physical investigations also identified an increase in density, refractive index and atomic packing density for higher Nb2O5 contents. The investigation of the mechanical properties highlighted that the incorporation of Nb2O5 from 20% to 50% drastically modifies the mechanical behavior of the glasses with a significant increase in the elastic modulus, indentation fracture toughness, hardness nano-indentation and Vickers hardness. In the case of the transparent glass-ceramic obtained from the 50KPO3-50Nb2O5 glass composition, scanning electron microscopy identified the formation of crystals on a nanometric scale with an average diameter of 66±14 nm, while the x-ray diffraction results allowed to identify the presence of crystalline Nb2O5 and another unidentified phase in the sample treated for 12h at 771ºC. These experimental results represent a contribution to the studies of niobium-based glass and glass-ceramics. | eng |
dc.description.provenance | Submitted by Thaís Aparecida de Lima (thais.aplima@unifal-mg.edu.br) on 2025-02-24T18:42:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_RoniAlissonSilva_2022_PPGCEM.pdf: 4232210 bytes, checksum: 9af12fe5a4f948e0cd0f0a04a656e997 (MD5) | eng |
dc.description.provenance | Approved for entry into archive by Thaís Aparecida de Lima (thais.aplima@unifal-mg.edu.br) on 2025-02-24T22:25:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_RoniAlissonSilva_2022_PPGCEM.pdf: 4232210 bytes, checksum: 9af12fe5a4f948e0cd0f0a04a656e997 (MD5) | eng |
dc.description.provenance | Approved for entry into archive by Thaís Aparecida de Lima (thais.aplima@unifal-mg.edu.br) on 2025-02-24T22:25:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_RoniAlissonSilva_2022_PPGCEM.pdf: 4232210 bytes, checksum: 9af12fe5a4f948e0cd0f0a04a656e997 (MD5) | eng |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2025-02-24T22:25:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_RoniAlissonSilva_2022_PPGCEM.pdf: 4232210 bytes, checksum: 9af12fe5a4f948e0cd0f0a04a656e997 (MD5) Previous issue date: 2022-08-09 | eng |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG | por |
dc.format | application/pdf | * |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Alfenas | por |
dc.publisher.department | Instituto de Ciência e Tecnologia | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.initials | UNIFAL-MG | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | por |
dc.rights | Acesso Aberto | por |
dc.subject | Material vítreo. | por |
dc.subject | Fosfato. | por |
dc.subject | Óxido de nióbio. | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | por |
dc.title | Estudo das propriedades mecânicas e químicas de vidros fosfatos com adição de óxido de nióbio | por |
dc.title.alternative | Study of mechanical and chemical properties of phosphate Glass with niobium oxide addition | eng |
dc.type | Dissertação | por |
Aparece nas coleções: | Mestrado |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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Dissertação_RoniAlissonSilva_2022_PPGCEM.pdf | Estudo das propriedades mecânicas e químicas de vidros fosfatos com adição de óxido de nióbio | 4,13 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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