Resistência química de vitro-cerâmicos pertencentes a sistemas Li2O-ZrO2-BaO-SiO2 frente ao tratamento com soluções ácidas e básicas

Abstract

Recebido em 11/8/00; aceito em 29/8/01 CHEMICAL DURABILITY OF THE Li 2 O-ZrO 2 -BaO-SiO 2 GLASS-CERAMIC TREATED WITH ACIDIC AND BASIC SOLUTION.The chemical durability of the Li 2 O-ZrO 2 -BaO-SiO 2 system was examined by determination of the Vickers hardness. The dependence of hardness and of the chemical resistance with BaO addition was investigated. The experimental results indicate that the hardness increases with the BaO content. The samples surface's morphology submitted to the chemical treatment in acidic (H 2 SO 4 ) and basic (KOH) solution was accompanied by scanning electron microscopy. The chemical durability of the materials with BaO showed better than the glass ceramic without this content. These materials treated with H 2 SO 4 solution showed a preferential attack to the silica rich sites.Keywords: chemical durability; microhardness; morphology. INTRODUÇÃOMateriais vitro-cerâmicos são geralmente sólidos policristalinos que apresentam uma fase vítrea residual, que está sujeita à cristalização controlada, o que proporciona a obtenção desses sólidos com propriedades específicas 1 . Devido à elevada força mecânica, resistência química e resistência à abrasão, além do alto grau de dureza e do coeficiente de expansão térmica variáveis, esses materiais encontram grande aplicação, desde em distintas áreas de engenharia, como em alguns usos domésticos.As propriedades de sistemas multicomponentes dependerão não apenas do método de preparação, mas também das propriedades das fases individuais, da proporção de cada uma das fases presentes e da microestrutura formada. Estudos constataram que a resistência à fratura, muitas vezes, envolve a introdução de elementos estruturais de dimensões maiores que o tamanho do grão intrínseco ao material original. Quando esses elementos estruturais diferem em propriedades mecânicas e térmicas, existe a oportunidade de se ajustar várias outras propriedades, selecionando e controlando a fração dos constituintes no material final [2][3][4][5][6] . Geralmente, os vidros comuns têm sua matriz constituída por sílica, SiO 2 . Este óxido é utilizado em grande escala pois, além do baixo custo, fornece ao material final propriedades diferenciadas quando dopado com outros óxidos. No entanto, a sílica atribui à mistura um ponto de fusão elevado, cerca de 1700 °C, o que encarece o processo de obtenção do vidro. A adição de óxidos alcalinos (Li 2 O) causa uma diminuição na temperatura de fusão para aproximadamente 1000 °C, deixando o vidro com aspecto claro e facilitando sua obtenção 1,7 . As propriedades térmicas e mecânicas e a resistência química podem ser melhoradas pela utilização de óxidos que atuam como agentes nucleantes tais como ZrO 2 , Nb 2 O 5 , TiO 2 . O zircônio fornece ao material uma resistência ao choque superior ao da cerâmica contendo mulita e alumina, com dureza Mohs aproximadamente 7,5, colocando-se entre o quartzo e o topázio 1,7,8 . Por sua vez, a adição de óxidos alcalinos terrosos, principalmente o óxido de bário, facilita o processo de nucleação e diminui a tempera...