ESTUDO DA TENACIFICAÇÃO POR TÊMPERA QUÍMICA EM VIDROS ALUMINOBOROSSILICATOS COM ÓXIDO DE LANTÂNIO
Vidros aluminoborossilicatos com óxidos de terras raras têm sido objeto de estudo para aplicações em porcelanas dentárias e em lasers de estado sólido por apresentarem elevadas propriedades mecânicas e altos índices de refração. O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade de tenacificação por troca iônica (têmpera química) como uma alternativa para agregar valor e melhorar ainda mais as propriedades mecânicas deste tipo de vidro. Foram investigadas composições dos sistemas SiO2–B2O3–Al2O3–La2O3–TiO2 e SiO2–B2O3–Al2O3–La2O3–TiO2–Na2O afim de se avaliar a necessidade de inclusão de óxido de metal alcalino para o processo de troca iônica. O teor de óxido de sódio foi variado em 0, 5 e 10 %mol. Os vidros obtidos por fusão em forno elétrico foram temperados quimicamente por imersão e por deposição de pasta de KNO3 a 650 oC e 700 oC em intervalos de 30 minutos, 3 horas e 24 horas. A análise de difração de raios X (DRX) não identificou a presença de fases cristalinas em nenhuma das composições, enquanto a análise de espectroscopia por energia dispersiva (EDS) detectou segregação de fases na composição com 10% Na2O, confirmado por espectroscopia Raman. A avaliação por calorimetria diferencial exploratória (DSC) resultou em faixas de temperatura de transição vítrea (Tg) de 724 e 694 oC para as composições com 0 e 5% Na2O, respectivamente. Para 10% Na2O foram encontradas Tg1 a 653 oC e Tg2 a 718 oC. Após a têmpera, não houve variação positiva na dureza Vickers, mantendo-se igual ou menor para todas as condições analisadas. Houve crescimento de até 47% na tenacidade à fratura (KIc) nas composições com 5% e 10% Na2O, saltando de 1,35 para 1,98 MPa.m1/2 na composição com maior teor de Na2O, segundo o método de fratura por indentação (IF). A análise das superfícies por EDS detectou K+ com intensidade proporcional ao tempo de exposição nas composições com adição de Na2O, indicando a efetividade da troca iônica entre sódio e potássio e sua dependência do tempo.