Nesse projeto foi realizado um estudo sobre a manifestação dos efeitos dos óxidos alcalinos em vidros boratos, o que causou uma mudança estrutural que pode ser verificada com as medidas realizadas.
Os resultados dos estudos de difração de raios-x revelaram que as amostras são amorfas, não evidenciando nenhum pico de cristalização.
Na análise térmica podemos ver que os valores obtidos de Tg não obedecem uma
linearidade na análise do gráfico, esses valores diminuem conforme o número atômico dos alcalinos aumenta. Esses resultados mostra que o cobre atua como modificador da rede, a exceção nesse estudo foi o comportamento da amostra contendo rubídio, que fez o valor da Tg
ter um comportamento não encontrado na literatura.
Os parâmetros físicos, tais como a densidade e o volume molar foram determinados para todas as amostras sintetizadas. A amostra contendo sódio (Na) obteve o menor valor para o volume molar, uma vez que os átomos de lítio (Li) e o sódio (Na) provocam uma contração na rede, já o átomo de césio (Cs) obteve o maior valor para o volume molar.
Na espectroscopia de absorção no infravermelho, verificamos que a adição dos alcalinos gerou uma rede borato complexa de unidades estruturais. A área relativa das bandas deconvoluídas aumentou com a adição do óxido de cobre na estrutura, além de afetar na estrutura implicando em novos rearranjos predominando as unidades de BO3. A concentração
abaixo de 30% mol de alcalinos faz a concentração de unidades tetraédricas serem predominante em relação às unidades trigonais, isso ocorre pelo fato da maior parte das atribuições das frequências de vibrações das amostras, se encontrarem na região de média frequência, que corresponde às unidades tetraédricas, confirmando com o resultado obtido, pois todos os alcalinos utilizados na sintetização das amostra foram abaixo de 30% mol. Foi visto que a amostra contendo óxido de sódio contém maior número de unidades tetraédricas, o que confirma com o valor elevado de Tg e baixo valor de volume molar, pois quanto maior o
valor da Tg, maior é a quantidade de unidades tetraédricas (BO4) e quanto menor for o valor
da Tg, indica que há maior quantidade oxigênios não ligantes na estrutura o que coincide com
31
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APÊNDICE Espectroscopia de Impedância
A Espectroscopia de impedância é uma técnica muito importante usada para medir pequenos sinais da resposta elétrica do material de interesse (incluindo efeitos do eletrodo), sob frequências variáveis, e a posterior análise da resposta para obter informação útil sobre as propriedades físico-químicas do sistemaA1.
A caracterização elétrica foi realizada sob vácuo de 5 μHg devido à higroscopicidade das amostras. Utilizando um criostato acoplado a uma bomba de vácuo e a um analisador de impedância (Solartron, modelo SI 1260) conectado a uma interface dielétrica modelo 1296 em uma faixa de frequência de 0,1 Hz a 1 MHz com tensão alternada de amplitude de 1 V, em um intervalo de temperatura de 25ºC a 127ºC, com aproximadamente 10ºC para cada medida. Todo o processo foi controlado por computador, utilizando o programa Smart na captação dos dados, e os programas Zview e Zplot na análise dos resultados. A Figura 15 ilustra o sistema utilizado, que é composto pelo Solartron, interface dielétrica, criostato, bomba de vácuo e computador para aquisição dos dados.
Figura 15. (a) Sistema utilizado nas medidas de impedância composto pelo Solartron, interface dielétrica, criostato, bomba de vácuo e computador. (b) Detalhe do contato elétrico com a amostra, no interior do criostato.
O objetivo deste trabalho é analisar a influência das características de cada íon da condutividade elétrica para diferentes temperaturas. Essa condutividade em geral é estudada como uma função da temperatura, e pode também depender de alterações estruturais no material. Este ponto de vista é interessante, pois a condutividade do material vítreo é causada por pelo menos duas diferentes contribuições; a primeira é a ativação térmica onde a condutividade aumenta com a temperatura de acordo com a Lei de Arrhenius e a segunda é a alteração estrutural do vidro com a composição o que também provoca uma variação da condutividadeA2. Na Figura 16 são apresentados os semicírculos obtidos das amostras das composições estudadas no plano de impedância de cada temperatura medida.
0,0 2,0x109 4,0x109 6,0x109 8,0x109 1,0x1010 0,0 2,0x109 4,0x109 6,0x109 8,0x109 298K 310K 320K 330K 340K 350K 360K 370K 380K 390K 400K Z'' ( : ) Z' (:) BCuLiNa (a) 0,0 2,0x109 4,0x109 6,0x109 8,0x109 1,0x1010 0,0 2,0x109 4,0x109 6,0x109 8,0x109 298K 310K 320K 330K 340K 350K 360K 370K 380K 390K 400K Z'' ( : ) Z' (:) BCuLiK (b) 0,0 2,0x109 4,0x109 6,0x109 8,0x109 1,0x1010 0,0 2,0x109 4,0x109 6,0x109 8,0x109 298K 310K 320K 330K 340K 350K 360K 370K 380K 390K 400K Z'' ( : ) Z' (:) BCuLiRb (c) 0,0 2,0x109 4,0x109 6,0x109 8,0x109 1,0x1010 0,0 2,0x109 4,0x109 6,0x109 8,0x109 298K 310K 320K 330K 340K 350K 360K 370K 380K 390K 400K Z'' ( : ) Z' (:) BCuLiCs (d)
Figura 16. Planos de impedância em diferentes temperaturas, para as amostras estudadas.
Esses resultados são preliminares, uma vez que a análise desses não foi aprofundada, portanto não são conclusivos.
Fazendo uma análise superficial dos gráficos ilustrados na Figura 16, verifica-se algumas incoerências:
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x A condutividade na temperatura ambiente é muito elevada para todas as amostras.
x Com o aumento da temperatura, a condutividade permanece praticamente constante, enquanto o esperado seria um aumento apreciável dessa condutividade.
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