Vidros e vitrocerâmicas do sistema SiO2-Al2O3-Na2O contendo BaTiO3, CaTiO3 e SrTiO3 - Leme, Thariany Sanches [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
Neste estudo, foi desenvolvida fritas de vidro pelo processo de fusão e resfriamento, utilizando o sistema ternário SiO₂-Al₂O₃-Na₂O, com o objetivo de obter a fase cristalina da nefelina (NaAlSiO₄). Posteriormente, três novas composições vítreas foram preparadas seguindo o mesmo processo, porém com a adição dos precursores BaCO₃, SrCO₃ e CaCO₃ à mistura, visando a formação das fases cristalinas BaTiO₃, SrTiO₃ e CaTiO₃. As fritas foram obtidas por meio do processo de fusão e resfriamento rápido (melt-quenching), sendo fundidos nas seguintes temperaturas conforme a composição: 1500 °C para o vidro base (NEF), 1450 °C para a composição com BaTiO₃ e 1400 °C para as com a presença de precursores para obtenção de SrTiO₃ e CaTiO₃. As amostras vítreas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), para avaliar a desordem estrutural e análise térmica diferencial (DSC/DTA) para determinar as regiões associadas à transição vítrea e à temperatura máxima de cristalização. Com base nos dados obtidos por DSC/DTA, pastilhas de vidro foram produzidas e submetidas a tratamentos térmicos controlados para promover a cristalização e a obtenção das vitrocerâmicas. Esses materiais foram caracterizados por DRX, espectroscopia micro-Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microdureza Vickers e submetidos a ensaios para determinar sua porosidade aparente (PA), massa específica aparente (MEA) e absorção de água (AA). Além disso, foi realizado um estudo de cinética de cristalização não isotérmica utilizando os métodos propostos por Kissinger, Augis-Bennett, Kazumasa Matusita e Ligero.

In this study, glass frits were developed by the melting and quenching process using the ternary system SiO₂–Al₂O₃–Na₂O, with the objective of obtaining the crystalline phase of nepheline (NaAlSiO₄). Subsequently, three new glass compositions were prepared following the same procedure, but with the addition of BaCO₃, SrCO₃, and CaCO₃ precursors, aiming to form the crystalline phases BaTiO₃, SrTiO₃, and CaTiO₃, respectively. The frits were obtained through a rapid melting-quenching process, with melting temperatures adjusted according to composition: 1500 °C for the base glass (NEF), 1450 °C for the composition containing BaTiO₃, and 1400 °C for those with precursors intended for the formation of SrTiO₃ and CaTiO₃. The glass samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) to assess crystallinity and by differential thermal analysis (DSC/DTA) to determine the regions associated with the glass transition and the maximum crystallization temperature. Based on the DSC/DTA data, glass pellets were produced and subjected to controlled heat treatments to promote crystallization and obtain the glass-ceramics. These materials were further characterized by XRD, micro-Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), Vickers microhardness testing, and additional tests to determine apparent porosity (PA), apparent specific gravity (MEA), and water absorption (AA). Furthermore, a non-isothermal crystallization kinetics study was carried out using the models proposed by Kissinger, Augis–Bennett, Kazumasa Matusita, and Ligero.
Glasses and glass-ceramics within the SiO₂–Al₂O₃–Na₂O system containing BaTiO₃, CaTiO₃ and SrTiO₃
Keywords: Vidro; Vitrocerâmica; Nefelina; Cinética de cristalização; Titanato; Glass; Nepheline; Crystallization kinetics