Desenvolvimento de vitrocerâmico utilizando escória de fundição - Leme, Thariany Sanches (2019)
Neste trabalho, vidro e material vitrocerâmico foram obtidos a partir de uma composição baseada no diagrama ternário SiO2-Al2O3-CaO, utilizando escória de ferro fundido, provenientes de empresas de fundição, e, cal hidratada (comercial). A escória foi caracterizada através de: espectrometria de fluorescência de raios X (FRX), para determinar sua composição química; difratometria de raios X (DRX), para a identificação das fases cristalinas e análise térmica (TG), para evidenciar as reações térmicas associadas à desidratação e decomposição dos compostos presente no material. O vidro foi obtido através do processo de fusão/resfriamento (melt-quenching), fundido na temperatura de 1450°C. Foram caracterizados através de: calorimetria exploratória diferencial (DSC), para determinar as temperaturas de transição vítrea e de cristalização e difratometria de raios X (DRX), para identificar a sua estrutura amorfa. O estudo da cinética de cristalização do vidro foi realizado através de métodos cinéticos não isotérmicos baseados na descrição teórica formulada por Johnson-Mehl-Avrami (JMA). Estes métodos descrevem os processos de nucleação e cristalização utilizando dados provenientes da curva de DSC. O estudo cinético teve início com a obtenção do material vitrocerâmico tratado termicamente à 900ºC por 1,5h e identificação das fases cristalinas formadas, utilizando DRX. Considerando a formação de três fases cristalinas, os parâmetros cinéticos foram determinados a partir dos ajustes dos dados de DSC, pelos métodos de Kissinger, Augis-Bennett, e, Matusita e Sakka. O melhor ajuste resultou em três picos de cristalização. A energia de ativação (Ea) do processo de cristalização foi obtida usando os modelos de Kissinger, Augis-Bennett. Os resultados de Ea mostram irrelevantes variações comparando os métodos utilizados, porém o fator de correlação (r) da reta pelo método de Augis-Bennett é ligeiramente melhor que pelo modelo de Kissinger. O índice de Avrami (n) foi determinado através da equação modificada de Kissinger. Os valores do índice de Avrami para o pico I e III indica uma taxa de nucleação crescente, para o pico II indicando uma taxa de nucleação decrescente. O mecanismo de crescimento dos cristais (m) foi determinado de acordo com o método de Matusita e Sakka, indicando um crescimento tridimensional, caracterizado por partículas poliédricas com diferentes morfologias.