Caracterização estrutural e mecânica de vitrocerâmicas de dissilicato de bário

dc.contributorSerbena, Francisco Carlos
dc.contributor686.139.709-15
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dc.contributorChinelatto, Adriana Scoton Antonio
dc.contributor139.679.378-01
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dc.contributorPinheiro, Luís Antonio
dc.contributor016.679.549-62
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dc.contributorSoares, Viviane Oliveira
dc.contributor055.253.766-79
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dc.contributorGallo, Leonardo Sant'Ana
dc.contributor347.392.458-09
dc.contributorhttps://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4250995T0&tokenCaptchar=03AFY_a8XoimECPYXljy481yHP3GwqAIyzBLkyZ490g4np2IU4SWQQq2aXpeFnm1sUpFRGYkwd8q0yJ4Ejj5-ayR8sKdKdwAX5fEU6SXb_8WZ9enUPu95BLimupKOJ-fL3GXEw1vKrOc26Nu_ymRRlHRy0Lz0LgZQEPhKiBLOsFu4DqwEgWuCKZHW1jX-12NL5gfT3rhER9kp8aeq0DJttJVViSosLkHTCaBV1JDYE8mzJDIv7BeFg0ds6fPUvSI8fa41SOANmzroYYBjoBt1Gx6qHGuFstKnQlnEoXlLWL8ShZPAJpgIMvVrP1yLHXKc991D6q6SEfTd7sACVraLAMFSb7S1ltdHgGOOUQn8IPYXI6rPaFN42X9Wk8DFSE8ZrDaXsWsB3A5cPJxcAW2txMEj5Wdh_CFFMmLM3EPr5ayAcsTEUFtkzVwwhfHtmSdWclM7DQS4hlxw7REykn5YDIjNQjlHxiaO0Nk5_JS4vdbSmS5XBG3ny6536m8_K9CBJGFApH6DjOdPt60be4d47zxuks1RfQYB4TQ
dc.contributorUniversidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
dc.contributorUniversidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
dc.contributorUniversidade Estadual de Maringá (UEM)
dc.contributorUniversidade Federal de Lavras (UFLA)
dc.creatorSabino, Simone do Rocio Ferraz
dc.date2023-03-02T18:57:57Z
dc.date2023-03-02
dc.date2023-03-02T18:57:57Z
dc.date2022-12-01
dc.date.accessioned2023-08-31T23:35:50Z
dc.date.available2023-08-31T23:35:50Z
dc.identifierSABINO, Simone do Rocio Ferraz. Caracterização estrutural e mecânica de vitrocerâmicas de dissilicato de bário. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2023.
dc.identifierhttp://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3840
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8568713
dc.descriptionBarium disilicate (BaO.2SiO2) glass (BS2) is one of the few stoichiometric glasses that nucleates homogeneously via thermal treatment. It is a scarcely assessed model system in microstructure-property studies. This systematic research addresses the mechanical strength and fracture toughness variation as a function of the crystallized volume fractions, crystal size, and the effect of residual stresses in BS2 glass-ceramics. These microstructural features were independently modified; the average crystal diameter varied from 5 to 100 μm and the crystallized volume fraction from 0 to 90% (because the spherulites are not 100% crystalline). The average internal residual stresses in the spherulites in this system are tensile and estimated to be in the 40-170 MPa range. Samples with mean spherulite size >30 μm showed spontaneously fractured crystals caused by the residual stresses. These microcracking affected the biaxial strength, but not the fracture toughness, (KIC). The KIC increased with increasing the spherulite size and crystallized volume fraction. X-ray diffraction analysis revealed that the spherulites contain residual glass, and this amount depends on spherulite size. Toughening mechanisms were more effective in glass-ceramics containing spherulites with a higher degree of internal crystallization. The variation of KIC with the crystallized volume fraction was similar for glass-ceramics with different crystal sizes. Combination of the current findings on BaO.2SiO2 (crystals under tensile residual stresses) with previous studies of Li2O.2SiO2 glass-ceramics (compressive residual stresses) indicates that crystallization of a tougher phase – not the type of residual stress – is the crucial parameter controlling fracture toughness and strength. These results can be useful to design novel strong and tough glass-ceramics.
dc.descriptionO vidro de dissilicato de bário (BaO.2SiO2) (BS2) é um dos poucos vidros estequiométricos que nucleiam homogeneamente por meio de tratamento térmico. É um sistema modelo pouco avaliado em estudos de propriedades microestruturais. Esta pesquisa sistemática aborda a variação da resistência mecânica e tenacidade a fratura em função das frações de volume cristalizado, tamanho do cristal e efeito das tensões residuais em vitrocerâmicas BS2. Essas características microestruturais foram modificadas independentemente; o diâmetro médio do cristal variou de 5 a 100 μm e a fração de volume cristalizado de 0 a 90% (porque os esferulitos não são 100% cristalinos). As tensões residuais internas médias nos esferulitos neste sistema são de tração e estimadas na faixa de 40-170 MPa. Amostras com tamanho médio de esferulito >30 μm mostraram cristais fraturados espontaneamente causados pelas tensões residuais. Essas microtrincas afetaram a resistência biaxial, mas não a tenacidade à fratura, (KIC). O KIC aumentou com o aumento do tamanho do esferulito e da fração de volume cristalizado. A análise de difração de raios X revelou que os esferulitos contêm vidro residual, e essa quantidade depende do tamanho dos esferulitos. Os mecanismos de tenacificação foram mais eficazes em vitrocerâmicas contendo esferulitos com maior grau de cristalização interna. A variação do KIC com a fração volumétrica cristalizada foi semelhante para vitrocerâmicas com diferentes tamanhos de cristal. A combinação das descobertas atuais sobre BaO.2SiO2 (cristais sob tensão residual de tração) com estudos anteriores de vitrocerâmicas Li2O.2SiO2 (tensão residual compressiva) indicam a cristalização de uma fase mais tenaz – não o tipo de tensão residual – é o parâmetro crucial que controla a tenacidade e a resistência à fratura. Esses resultados podem ser úteis para projetar novas vitrocerâmicas fortes e resistentes.
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossa
dc.publisherBrasil
dc.publisherDepartamento de Engenharia de Materiais
dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais
dc.publisherUEPG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectVidros
dc.subjectVitrocerâmica
dc.subjectDissilicato de bário
dc.subjectPropriedades mecânicas
dc.subjectTensão residual
dc.subjectMicroestrutura
dc.subjectGlasses
dc.subjectGlass-ceramics
dc.subjectBarium disilicate
dc.subjectMechanical properties
dc.subjectResidual stress
dc.subjectMicrostructure
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
dc.titleCaracterização estrutural e mecânica de vitrocerâmicas de dissilicato de bário
dc.typeTese


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