Dissertação

Otimização das propriedades mecânicas de vidros de aluminosilicatos alcalinos através de tratamentos químicos EVALUATED

Os vidros de aluminosilicatos alcalinos possuem elevada transmissão na região do visível e propriedades mecânicas que permitem a sua utilização em aplicações de elevada resistência mecânica, como por exemplo em écrans de telemóveis. Foi desenvolvida uma composição deste tipo de vidro, cujos resultados de caracterização mecânica foram comparados com dois vidros comerciais. Foi concluído que a composição estudada é adequada para a utilização pretendida, pois apresentou valores de módulo de Young (82±1 GPa) e tenacidade à fratura (1,6±0,1 MPa.m1/2) superiores aos vidros comerciais Gorilla Glass 5 (72±1 GPa e 1,2±0,1 MPa.m1/2, respetivamente). De seguida estudou-se o efeito da permuta iónica na composição para otimizar as suas propriedades mecânicas. Foi realizada permuta iónica de lítio (presente na composição inicial) por potássio (presente no sal de banho, KNO3) a duas temperaturas (420ºC e 450ºC) para vários tempos (de 1h a 90h). Estes vidros foram caracterizados de modo a concluir qual o tempo e temperatura que permitem o melhor compromisso entre dureza e transmissão. Sabendo que a dureza antes de permuta é de 619HV é possível verificar um aumento da dureza do vidro com o tempo de permuta, obtendo-se um valor médio de 728HV para 30h a 420ºC, 716HV para 12h a 450ºC e 695HV para 9h a 450ºC. A tenacidade à fratura aumentou para 2,2±0,1 MPa.m1/2 relativamente à composição não permutada e o módulo de Young não sofreu alteração. A otimização do processo de permuta em termos de propriedades óticas e mecânicas é atingida com 9h de permuta a 450ºC com KNO3.
permuta iónica, vidros de aluminosilicatos alcalinos, estatística de Weibull, propriedades mecânicas, propriedades óticas

Janeiro 28, 2021, 15:0

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Orientação

ORIENTADOR

José Jorge Lopes da Cruz Fernandes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Luís Filipe Da Silva dos Santos

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Professor Auxiliar