Influência das variáveis de sinterização nas propriedades mecânicas e elétricas de vitrocerâmicas produzidas a partir de pó de vidro reciclado e adição de Nb2O5 - Gualberto, Hiasmim Rohem (2019)
A reutilização e a reciclagem de produtos em final de vida útil são cruciais quando se consideram os problemas ambientais causados pelos resíduos gerados. Vitrocerâmicas podem ser produzidas a partir da cristalização controlada do vidro. Nesta dissertação, vitrocerâmicas são obtidas a partir de pó de vidro oriundo de para-brisas descartados. Adicionalmente, junto a esse pó de vidro, foram utilizadas diferentes concentrações de pentóxido de nióbio para atuar como agente nucleante e facilitar a cristalização. Foram obtidas quatro composições: sem Nb2O5 e com 5%, 10% e 15% de Nb2O5. No processo de produção foram adotadas duas temperaturas de sinterização, 700°C e 800°C, e dois tempos de sinterização, 1 h e 3 h. Foi realizado um estudo das propriedades microestruturais, mecânicas e elétricas, além das propriedades de densidade, porosidade e absorção de água do material produzido. Adcionamelte, foram avaliadas as características do pó de vidro utilizado para sua produção. Para caracterização do pó de vidro, foram feitas a Análise Granulométrica via úmido, a Fluorescência de Raios X e as análises térmicas TG e DTA. Já para as vitrocerâmicas foram realizadas: DRX, Método de Arquimedes, MEV, Retração Linear do diâmetro, Resistência à Flexão Biaxial e Tração Diametral. Também foram determinadas a Constante Dielétrica e a Condutividade Elétrica das vitrocerâmicas produzidas. Constatou-se que o uso de partículas menores que 1,2 μm, consideradas muito pequenas, prejudica a densificação do material, enquanto que a distribuição de tamanhos larga favoreceu o empacotamento das partículas. A utilização de maiores temperaturas de sinterização e de maior tempo de sinterização aumentam a porosidade e reduzem a densidade. Em contrapartida, a temperatura de 800°C permite a cristalização sem o uso de agente nuclenate. A adição de Nb2O5 promoveu a cristalização do material já em 700 °C, fato que não ocorre sem sua adição a esta temperatura. Ele também permitiu a formação da Isoleucita, estrutura perosviskita que apresenta boas propriedades ferroelétricas. Assim, as vitrocerâmicas com as maiores concentrações desse pentóxido obtiveram as maiores constantes dielétricas e condutividades elétricas, sendo de 63,597 e 4,283 μS/m, respectivamente, ambas encontradas nas vitrocerâmicas produzidas com 15% de Nb2O5, sinterizadas em 700°C por 1 h. Por outro lado, houve perda de resistência mecânica tanto na flexão biaxial quanto na tração diametral, sendo observada uma queda de 34,83 MPa para 14,34 MPa na resistência à Flexão biaxial. Apesar disso, as vitrocerâmicas produzidas ainda apresentam resistências superiores a de concretos estruturais. Em relação ao desvio padrão das propriedades mecânicas, houve redução de forma expressiva com a adição do agente nucleante. Os resultados obtidos permitiram concluir que é viável a produção de vitrocerâmicas a partir do vidro de para-brisas, tendo sido obtidas propriedades mecânicas e elétricas satisfatórias.