dc.contributor.author | Passos, Rodrigo Cardoso dos | |
dc.date.accessioned | 2021-10-18T23:18:38Z | |
dc.date.available | 2021-10-18T23:18:38Z | |
dc.date.issued | 2021-09-03 | |
dc.identifier.citation | PASSOS, Rodrigo Cardoso dos. Cristalização e relaxação em vidros óxidos: uma tentativa de solução do Paradoxo de Kauzmann. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15026. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15026 | |
dc.description.abstract | The quest for a solution to Kauzmann’s Paradox has been a lifelong
journey for many glass scientists over the last seventy years. The idea that this
paradox may violate the Third Law of Thermodynamics is what makes it such an
exciting topic for study, even more so, with some possible solutions proposed on
the literature. The aim of this work is to find a possible solution to the paradox
formulated by Kauzmann in his 1948 paper by using his very same hypothesis. If
Kauzmann’s extrapolations of entropy were correct, then a supercooled liquid
would have the same entropy as the stable isochemical crystalline phase at some
temperature below the laboratory glass transition temperature, Tg, known as
Kauzmann’s temperature, TK. If we extrapolate the liquid’s entropy even further,
it becomes zero at a temperature above zero Kelvin, which violates the Third Law
constituting a paradox. By comparing the relaxation kinetics with crystallization
rates, both extrapolated down to TK, if the crystallization kinetics are faster than
the relaxation kinetics there is no liquid at Kauzmann’s temperature, which would
deny the paradox. In this case, the liquid stability limit or kinetic spinodal
temperature should be higher than TK. We tested two fragile glass-forming liquids
(diopside and wollastonite) and two strong liquids (silica and germania). For the
fragile substances, Tks >> TK, so a supercooled liquid cannot exist at TK, and the
entropy crisis is averted. On the other hand, the results for the strong liquids were
inconclusive. We hope these findings entice glass researchers to further
investigate the crystallization and relaxation dynamics of different strong glassforming systems at deep supercoolings. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Cristalização | por |
dc.subject | Relaxação | por |
dc.subject | Viscosidade | por |
dc.subject | Estado vítreo | por |
dc.subject | Crystallization | eng |
dc.subject | Relaxation | eng |
dc.subject | Viscosity | eng |
dc.subject | Vitreous state | eng |
dc.title | Cristalização e relaxação em vidros óxidos uma tentativa de solução do Paradoxo de Kauzmann | por |
dc.title.alternative | Cristallization and relaxation in oxide glasses an attempt to solve the Kauzmann Paradox | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Zanotto, Edgar Dutra | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1055167132036400 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Cassar, Daniel Roberto | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1717397276752482 | por |
dc.description.resumo | A procura da solução do Paradoxo de Kauzmann tem sido um projeto de
carreira para muitos cientistas de vidros e líquidos super-resfriados nos últimos
setenta anos. A possibilidade de violar a Terceira Lei da Termodinâmica é o que
o torna este um assunto tão interessante, tema de centenas de estudos. O
objetivo deste projeto de pesquisa foi testar uma possível solução ao paradoxo;
solução previamente proposta pelo próprio Walter Kauzmann em seu famoso
estudo de 1948. Se a extrapolação de entropia realizada por ele estiver correta,
então um líquido super-resfriado teria a mesma entropia que sua fase cristalina
estável em uma temperatura abaixo da temperatura de transição vítrea
laboratorial, conhecida como Temperatura de Kauzmann (T K). Extrapolando
ainda mais a entropia do líquido super-resfriado, ela se anularia em uma
temperatura acima do zero absoluto, o que violaria a Terceira Lei da
Termodinâmica, constituindo o verdadeiro paradoxo. Ao comparar a cinética de
relaxação do líquido (via viscosidade) com a cinética de cristalização, ambas
extrapoladas até TK, se a cristalização for mais rápida que a primeira não existirá
um líquido na temperatura de Kauzmann e o paradoxo será negado. Neste caso,
o limite de estabilidade do líquido (conhecido como temperatura “espinoidal
cinética”, Tks) deve ser maior do que TK. Testamos dois líquidos formadores de
vidro frágeis (diopsídio e wollastonita) e dois líquidos fortes (sílica e germânia).
Para as substâncias frágeis, descobrimos que Tks >> TK, tal que o líquido superresfriado não pode existir em TK, e a crise de entropia é evitada. Por outro lado,
os resultados para os líquidos fortes foram inconclusivos. Esses resultados
avançam o conhecimento existente sobre a dinâmica de líquidos formadores de
vidro super-resfriados. Esperamos que instiguem outros pesquisadores a
investigar a dinâmica de cristalização e relaxação de diferentes sistemas
formadores de vidro fortes em super-resfriamento profundo. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | por |
dc.description.sponsorshipId | CNPq: 134276/2019-1 | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP: 2019/20978-1 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/1552547189535077 | por |