Correlation between structure and optical properties of lead metasilicate glass-ceramic under high hydrostatic pressures

dc.contributor.advisor1Pizani, Paulo Sergio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1038437165007849por
dc.contributor.authorPena, Rafaella Bartz
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0504471791023003por
dc.date.accessioned2022-12-13T11:36:57Z
dc.date.available2022-12-13T11:36:57Z
dc.date.issued2022-09-21
dc.description.abstractGlass structures are determined by not only composition, pressure, and temperature but also by the pressure and thermal histories in which the glass was submitted. In this thesis, a systematic study of these variables was performed in undoped and cobalt-doped lead metasilicate (PbSiO3) glasses and mainly probed by Raman spectroscopy. High pressure was applied in a Diamond Anvil Cell (DAC), and the samples were studied ex-situ and in-situ. Ex-situ Raman investigation appoints for an unusual increase in the non-bridging oxygens (NBO) population, at the expense of the bridging oxygens (BO) population, leading to slight depolymerization of the densified metasilicate structure. In-situ investigation of this glass under pressure suggests the densification mechanisms occurring via the formation of an intermediary more polymerized state. Such modifications are accompanied by a change in the lead environment with the formation of highly coordinated PbOn polyhedra. High-temperature investigations were performed in isothermal and non-isothermal runs, providing evidence that the phase evolution from the glass to the stable alamosite is intermediated by two metastable crystalline phases, with a temperature-dependent crystallization path. For the same composition submitted to extremal conditions, the controlling of these structures may offer vast possibilities to tailor the glass-ceramic optical properties.eng
dc.description.resumoEstruturas vítreas são determinadas não apenas pela composição, pressão e temperatura, mas também pelas histórias térmicas e de pressão em que o vidro foi submetido. Nesta tese, um estudo sistemático dessas variáveis foi realizado em vidros de metassilicato de chumbo (PbSiO3) não dopado e dopados com cobalto, e analisado principalmente por espectroscopia Raman. Altas pressões foram aplicadas utilizando uma célula diamante do tipo bigorna, e as amostras foram estudadas ex-situ e in-situ. Os resultados de espectroscopia Raman ex-situ apontam para um aumento incomum na população de oxigênios não ponteantes (NBO), às custas da população de oxigênios ponteantes (BO), levando a uma sutil despolimerização da estrutura densificada do metasilicato. A investigação in situ deste vidro sob pressão sugere que os mecanismos de densificação ocorrem através da formação de um estado intermediário mais polimerizado. Tais modificações são acompanhadas por uma mudança no ambiente do íon de chumbo, com a formação de poliedros PbOn altamente coordenados. Investigações a altas temperaturas foram realizadas com aquecimentos isotérmicos e não isotérmicos, fornecendo evidências de que a evolução estrutural do vidro para a alamosita é intermediada por duas fases cristalinas metaestáveis, com rotas de cristalização dependentes da temperatura. Para uma mesma composição química submetida a condições extremas, o controle da formação dessas estruturas pode oferecer amplas possibilidades de adequar as propriedades ópticas das vitrocerâmicas.por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.description.sponsorshipId2017/11868-2por
dc.description.sponsorshipId2019/11446-6por
dc.identifier.citationPENA, Rafaella Bartz. Correlation between structure and optical properties of lead metasilicate glass-ceramic under high hydrostatic pressures. 2022. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/17150.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/17150
dc.language.isoengeng
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCampus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectVidro Metasilicato de Chumbopor
dc.subjectAltas pressõespor
dc.subjectCristalização totalpor
dc.subjectEspectroscopia Ramanpor
dc.subjectFotoluminescênciapor
dc.subjectLead Metasilicate Glasseng
dc.subjectHigh-Pressureeng
dc.subjectOverall Crystallizationeng
dc.subjectRaman Spectroscopyeng
dc.subjectPhotoluminescenceeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::PROP.OTICAS E ESPECTROSC.DA MAT.CONDENS;OUTRAS INTER.DA MAT.COM RAD.E PART.por
dc.titleCorrelation between structure and optical properties of lead metasilicate glass-ceramic under high hydrostatic pressureseng
dc.title.alternativeCorrelação entre estrutura e propriedades ópticas de vitrocerâmicas de metasilicato de chumbo sob altas pressões hidrostáticaspor
dc.typeTesepor

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