dc.contributor.author | Rodrigues, Lorena Raphael | |
dc.date.accessioned | 2021-07-06T12:57:40Z | |
dc.date.available | 2021-07-06T12:57:40Z | |
dc.date.issued | 2021-06-25 | |
dc.identifier.citation | RODRIGUES, Lorena Raphael. Nucleação e crescimento de cristais, difusão e relaxação estrutural em vidros 2Na2O.CaO.3SiO2 e 5BaO.8SiO2. 2021. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14528. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14528 | |
dc.description.abstract | Despite intensive research regarding glass crystallization, there are still flaws in the theories and especially in their application. Aiming to verify the applicability of the classical nucleation theory (CNT) and the relationship between the diffusional process related to crystallization and viscous flow, two silicate glasses, 2Na2O∙CaO∙3SiO2 and 5BaO∙8SiO2 were used. Due to the numerous difficulties in the direct measurement of the “structural units” mobility in the crystal-liquid interface, the effective diffusivity for nucleation (DI) has been estimated using three parameters – nucleation time-lag (Dτ), viscosity (Dη) and crystal growth velocity (DU). Additionally, the possible effect of structural relaxation in the nucleation kinetics at low temperatures was evaluated, which is often neglected in the application of the CNT. It was observed that Dτ and Dη yields similar values of DI, leading to similar conclusions about the CNT consistence. Only nucleation data of 2Na2O∙CaO∙3SiO2 glass at very low temperatures showed some evidence of a failure of the CNT, which was assigned to the experimental limitation of nucleation time for this composition. Generally, the temperature dependence of Ist was best described by assuming DI = Dτ or DI = Dη, when compared to DI = DU. However, the inclusion of the effect of structural relaxation suggested a progressive increase in the nucleation rate until reaching the definitive value corresponding to the fully relaxed glass, which agrees with the theoretical predictions considering DI = DU. Therefore, it was shown that the alleged “CNT breakdown” is related to the long time required for the actual steady-state be reached at the lowest temperatures, which is a result of transient nucleation and structural relaxation. We also verified that with increasing nucleation time, the temperature of maximum Ist shifts to lower values. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | 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 | Vidros silicatos | por |
dc.subject | Nucleação de cristais | por |
dc.subject | Crescimento de cristais | por |
dc.subject | Difusão | por |
dc.subject | Relaxação | por |
dc.subject | Silicate glasses | eng |
dc.subject | Crystal nucleation | eng |
dc.subject | Crystal growth | eng |
dc.subject | Diffusion | eng |
dc.subject | Relaxation | eng |
dc.title | Nucleação e crescimento de cristais, difusão e relaxação estrutural em vidros 2Na2O.CaO.3SiO2 e 5BaO.8SiO2 | por |
dc.title.alternative | Crystal nucleation, growh, diffusion, and structural relaxation in 2Na2O.CaO.3SiO2 and 5BaO.8SiO2 glasses | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Zanotto, Edgar Dutra | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1055167132036400 | por |
dc.description.resumo | Apesar de pesquisas sobre a cristalização de vidros serem extensivamente reportadas na literatura, ainda há falhas nas teorias e em sua aplicação. Visando verificar a aplicabilidade da Teoria Clássica de Nucleação (CNT) e a correlação entre os processos difusionais relacionados à cristalização e escoamento viscoso, foram utilizados dois vidros silicatos estequiométricos, o 2Na2O∙CaO∙3SiO2 e o 5BaO∙8SiO2. Devido à dificuldade de medida direta da mobilidade das “unidades estruturais” na interface cristal-líquido, a difusividade efetiva para nucleação (DI) foi estimada por três parâmetros - tempo de indução intrínseco para nucleação (Dτ), viscosidade (Dη) e velocidade de crescimento de cristais (DU). Além disso, foi avaliado o possível efeito da relaxação estrutural na cinética de nucleação em baixas temperaturas, o qual é frequentemente desconsiderado na aplicação da CNT. Foi observado que Dτ e Dη tem valores próximos, fornecendo conclusões semelhantes com relação à consistência da CNT. Apenas os dados de nucleação do vidro 2Na2O∙CaO∙3SiO2 nas temperaturas mais baixas apresentaram evidências da falha da CNT, o que foi atribuído à limitação experimental do tempo de nucleação para esse sistema. Em geral, a dependência com a temperatura de Ist foi melhor descrita pela CNT considerando DI = Dτ ou DI = Dη, em comparação a DI = DU. Contudo, a inclusão do efeito da relaxação indicou que há um aumento progressivo na taxa de nucleação, até ser atingido o valor correspondente ao vidro completamente relaxado, o qual está de acordo com as previsões teóricas assumindo DI = DU. Assim, foi demonstrado que o suposto “breakdown da CNT” está associado ao longo tempo para ser atingido o estado estacionário real nas temperaturas mais baixas, o qual depende da combinação da nucleação transiente e da relaxação estrutural. Ainda foi verificado que com o aumento do tempo de nucleação a temperatura de máxima Ist se desloca para menores valores. | 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: 141816/2018-0 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/5729099771275680 | por |