As areias de vidro usadas na fabrica\u00e7\u00e3o de vidros com alto teor de alumina normalmente cont\u00eam baixas porcentagens de magn\u00e9sia. Essa areia mineral pode ser proveniente de dep\u00f3sitos do tipo rocha ou de fontes naturais n\u00e3o refinadas, e deve permanecer assim durante toda a produ\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
A an\u00e1lise SEM-EDS da amostra de vidro verde JXL09 revelou inclus\u00f5es vermelhas contendo cristais de barita, bem como enriquecimento de Cu, Fe e S, sugerindo que ela cont\u00e9m mat\u00e9rias-primas sulf\u00eddicas de cobre-ferro.<\/p>\n
O vidro de alumina \u00e9 um vidro de \u00f3xido de alum\u00ednio com in\u00fameras propriedades exclusivas que o tornam altamente valorizado em aplica\u00e7\u00f5es que exigem for\u00e7a, resist\u00eancia qu\u00edmica e t\u00e9rmica, transpar\u00eancia \u00f3ptica e baixa condutividade el\u00e9trica. A alumina \u00e9 muito usada em janelas de aeronaves e de autom\u00f3veis, bem como em dispositivos de vis\u00e3o noturna e cones de nariz de m\u00edsseis de busca de calor. Al\u00e9m disso, a alumina apresenta baixa condutividade el\u00e9trica, coeficiente de expans\u00e3o e dureza (a mais alta classifica\u00e7\u00e3o na escala de Mohs).<\/p>\n
S\u00edtios arqueol\u00f3gicos em todo o sul da \u00c1sia produziram v\u00e1rios exemplos de vidros feitos com composi\u00e7\u00f5es ricas em alumina. A an\u00e1lise da composi\u00e7\u00e3o indica que esses vidros foram produzidos seguindo receitas com longas hist\u00f3rias nessa regi\u00e3o; no entanto, ainda n\u00e3o se sabe se suas receitas individuais tiveram origem nessa regi\u00e3o ou se foram adotadas de outro lugar em um grupo maior de receitas.<\/p>\n
A alumina melhora a temperatura de transi\u00e7\u00e3o v\u00edtrea, a densidade e a durabilidade qu\u00edmica do vidro de soda-cal-s\u00edlica, aumentando a temperatura de transi\u00e7\u00e3o v\u00edtrea, a densidade e a durabilidade qu\u00edmica. A alumina tamb\u00e9m diminui a forma\u00e7\u00e3o de turva\u00e7\u00e3o de azul de boro e impede sua oxida\u00e7\u00e3o por part\u00edculas de \u00f3xido de s\u00edlica. O vidro de alumina oferece muitas vantagens em rela\u00e7\u00e3o aos vidros decorativos e de isolamento tradicionais, como maior resist\u00eancia, pontos de fus\u00e3o mais altos, n\u00edveis mais baixos de condutividade el\u00e9trica, coeficiente mais baixo de taxas de expans\u00e3o e excelentes propriedades de resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o.<\/p>\n
A microestrutura do vidro de alumina varia de acordo com seu n\u00edvel de calcina\u00e7\u00e3o. As amostras n\u00e3o calcinadas exibem uma rede de cristais e alguns vazios; quando aquecidas a temperaturas que fazem com que a cristaliza\u00e7\u00e3o da superf\u00edcie aumente ainda mais do que o vidro convencional; no GS028, por exemplo, o \u00f3xido de chumbo e estanho agrupado pode ser visto ao lado de part\u00edculas de sodalita e aluminossilicato de s\u00f3dio; em outras amostras com part\u00edculas adicionais contendo alumina, a cristaliza\u00e7\u00e3o da superf\u00edcie aumenta drasticamente, enquanto os cristais tendem a ter dimens\u00f5es menores do que as amostras de vidro convencional.<\/p>\n
As inclus\u00f5es de sulfeto de cobre e \u00f3xido de cobre bruto encontradas em vidros contendo alumina s\u00e3o realmente misteriosas, sugerindo que possivelmente foram introduzidas por meio da co-fus\u00e3o de cobre ox\u00eddico e sulf\u00eddico, embora provavelmente tenha sido necess\u00e1rio um esfor\u00e7o longo e tedioso dos artes\u00e3os para limpar as impurezas foscas antes que as inclus\u00f5es pudessem entrar.<\/p>\n
O \u00f3xido de alum\u00ednio (g-Al2O3) encontrado no vidro de alumina tem muitas caracter\u00edsticas exclusivas e vantajosas, incluindo seu alto ponto de fus\u00e3o e estabilidade de temperatura, o que o torna adequado para aplica\u00e7\u00f5es em refrat\u00e1rios de cer\u00e2mica, materiais de polimento e aplica\u00e7\u00f5es abrasivas. Al\u00e9m disso, os usos industriais desse componente incluem o uso como retardante de fogo\/solu\u00e7\u00f5es supressoras de fuma\u00e7a, al\u00e9m de ser uma mat\u00e9ria-prima essencial na produ\u00e7\u00e3o de alumina e de muitas ligas especiais.<\/p>\n
A microestrutura da cer\u00e2mica VC infiltrada com vidro de alumina varia significativamente entre as amostras. Em geral, elas tendem a ser granulares com pequenos cristais de alumina e gr\u00e3os de feldspato presentes. No entanto, as amostras GS028 e GS022 apresentam cristais maiores com formato igual, com algumas amostras mostrando at\u00e9 mesmo sinais de decomposi\u00e7\u00e3o incompleta do calx de estanho em cristais c\u00fabicos de \u00f3xido de estanho presentes como cristais de \u00f3xido de estanho de chumbo acicular que se formaram. Esses gr\u00e3os s\u00e3o ent\u00e3o encerrados em uma matriz de silicato branco macio composta de matriz de aluminossilicato de s\u00f3dio.<\/p>\n
Essa matriz apresenta um baixo n\u00edvel de magn\u00e9sia (1,5 peso%), sugerindo que a areia usada para a fabrica\u00e7\u00e3o de vidro foi obtida de fontes minerais, como quartzo ou plagiocl\u00e1sio de extremidades de feldspato, bem como alumina; a evid\u00eancia dessa hip\u00f3tese inclui a grande porcentagem de feldspatos alcalinos encontrados em suas amostras, bem como quantidades vari\u00e1veis de plagiocl\u00e1sio e quartzo presentes.<\/p>\n
Os experimentos realizados com XRD e difra\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons revelam que o g-Al2O3 exibe uma estrutura cristalina com alto ponto de fus\u00e3o e estabilidade de temperatura, juntamente com um pico agudo incomum de 1,52 A-1 que corresponde a planos pseudo-bragg gerados ao longo de um vazio; isso difere muito dos \u00f3xidos formadores de vidro comuns, pois mostra que essa receita cria vidros estruturalmente distintos.<\/p>\n
Os resultados desta pesquisa demonstram que a cer\u00e2mica de alumina infiltrada em vidro foi fabricada seguindo uma receita inovadora e historicamente significativa, que diferia significativamente das receitas tradicionais de vidro arqueol\u00f3gico em termos de sua modifica\u00e7\u00e3o para reduzir os problemas de turva\u00e7\u00e3o associados a vidros com alto teor de alumina.<\/p>\n
A alumina \u00e9 um elemento fundamental em produtos de vidro \u00e0 prova de balas devido \u00e0 sua resist\u00eancia superior \u00e0 press\u00e3o e dureza, o que a torna um material essencial em cer\u00e2micas t\u00e9cnicas ou avan\u00e7adas projetadas para ambientes extremos, com requisitos de estabilidade t\u00e9rmica e resist\u00eancia ao desgaste aprimorada. O p\u00f3 de alumina tamb\u00e9m pode ser misturado com outros materiais para produzir produtos exclusivos de vidro ou cer\u00e2mica de v\u00e1rias cores, formas e tamanhos, al\u00e9m de ser adicionado a v\u00e1rios processos de fabrica\u00e7\u00e3o de vidro, como os processos de produ\u00e7\u00e3o de vidro de aluminossilicato, conhecidos por sua extrema resist\u00eancia qu\u00edmica e ao calor.<\/p>\n
A alumina pode ser encontrada em diversas aplica\u00e7\u00f5es industriais, desde refrat\u00e1rios e cer\u00e2micas at\u00e9 produtos de polimento e abrasivos. A alumina tamb\u00e9m \u00e9 um importante ingrediente de retardantes de fogo e supressores de fuma\u00e7a, al\u00e9m de dispositivos m\u00e9dicos e aplica\u00e7\u00f5es automotivas e aeroespaciais. Al\u00e9m disso, devido \u00e0s suas propriedades de for\u00e7a e resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o, ela \u00e9 frequentemente combinada com materiais como s\u00edlica ou cal para obter propriedades ideais em determinadas aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n
Os pesquisadores est\u00e3o realizando estudos para aumentar a ductilidade da alumina, criando-a em seu estado original, amorfo, em vez da forma cristalina. Suas investiga\u00e7\u00f5es revelaram que essa forma permite a deforma\u00e7\u00e3o em temperatura ambiente, em compara\u00e7\u00e3o com vidros de \u00f3xido de componente \u00fanico que n\u00e3o apresentam essa caracter\u00edstica. A pesquisa sugere que a deposi\u00e7\u00e3o de laser pulsado pode ser usada para fabricar essa forma, em que um filme amorfo \u00e9 formado antes de esfriar rapidamente ap\u00f3s sua cria\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
O resfriamento r\u00e1pido permite que as liga\u00e7\u00f5es moleculares relaxem e se reformulem quando esticadas, dispersando as tens\u00f5es mec\u00e2nicas em vez de concentr\u00e1-las em pontos espec\u00edficos, evitando, assim, o surgimento de rachaduras acentuadas. Esse tipo de ductilidade se assemelha \u00e0 da cer\u00e2mica, em vez dos produtos de vidro t\u00edpicos.<\/p>\n
Uma maneira de aumentar a ductilidade da alumina \u00e9 adicionar outros minerais \u00e0 matriz do vidro. O vidro de aluminossilicato, por exemplo, combina 57-60% de s\u00edlica (SiO2) com 16-20% de \u00f3xido de alum\u00ednio (Al2O3), 5-7% de \u00f3xido de c\u00e1lcio (CaO), 6-12% de \u00f3xido de magn\u00e9sio (MgO) e tri\u00f3xido de boro (B2O3); esse tipo \u00e9 conhecido por ser resistente a arranh\u00f5es em dispositivos m\u00f3veis.<\/p>\n
Para produzir vidro de alumina, o p\u00f3 de alumina deve primeiro ser granulado por pulveriza\u00e7\u00e3o com aglutinante de \u00e1lcool polivin\u00edlico para formar um corpo verde facilmente mold\u00e1vel. Depois de formados, esses gr\u00e2nulos podem ser processados e moldados em v\u00e1rios produtos de vidro e cer\u00e2mica usando t\u00e9cnicas de prensagem a seco, extrus\u00e3o, fundi\u00e7\u00e3o por inje\u00e7\u00e3o ou prensagem isost\u00e1tica a quente.<\/p>\n
Como o pr\u00f3prio nome indica, o vidro de alumina come\u00e7a com \u00f3xido de alum\u00ednio (Al2O3) ou mais comumente chamado de \"alumina\". Os produtores de alum\u00ednio met\u00e1lico extraem esse mineral da Terra antes de transform\u00e1-lo em p\u00f3 branco usado na fabrica\u00e7\u00e3o de vidro. Mas, diferentemente dos vidros \u00e0 base de s\u00edlica, como os produzidos com p\u00f3s de s\u00edlica, a alumina n\u00e3o possui as propriedades de ductilidade necess\u00e1rias para determinadas aplica\u00e7\u00f5es - pesquisadores relataram que ela s\u00f3 se deforma em condi\u00e7\u00f5es espec\u00edficas, como taxas de resfriamento r\u00e1pido ou quando exposta a cargas extremas.<\/p>\n
Erkka Frankberg, da Universidade de Tecnologia de Tampere, na Finl\u00e2ndia, liderou uma equipe que tinha como objetivo superar essa barreira. Para isso, eles utilizaram uma abordagem que consistia em modelagem atom\u00edstica, medi\u00e7\u00f5es experimentais e simula\u00e7\u00f5es de din\u00e2mica molecular para produzir filmes microsc\u00f3picos de alumina que permitiam a deforma\u00e7\u00e3o pl\u00e1stica irrestrita.<\/p>\n
Os cientistas pulverizaram p\u00f3 de alumina em esferas de vidro e, em seguida, aqueceram-nas a temperaturas um pouco acima da temperatura de transi\u00e7\u00e3o v\u00edtrea, mas abaixo do ponto de cristaliza\u00e7\u00e3o. Eles permitiram que as esferas esfriassem rapidamente antes de realizar an\u00e1lises, como difra\u00e7\u00e3o de raios X e an\u00e1lise t\u00e9rmica diferencial. Seus experimentos revelaram que os vidros de alumina podiam esticar at\u00e9 8% antes de quebrar, o que \u00e9 significativamente maior do que o estiramento t\u00edpico da s\u00edlica de 2-2% e a compress\u00e3o de 4-40% antes de quebrar.<\/p>\n
A equipe de Frankberg examinou a microestrutura do vidro de alumina. Eles observaram sua rede de mol\u00e9culas altamente livre de defeitos e atomicamente pr\u00f3xima, o que permitiu a troca f\u00e1cil quando submetido a estresse. Por outro lado, o vidro de s\u00edlica tem mais lacunas em sua estrutura at\u00f4mica, restringindo assim sua capacidade de deforma\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
Os cientistas projetaram o vidro de alumina com \u00f3xidos de tungst\u00eanio e t\u00e2ntalo de elementos raros para produzir propriedades exclusivas, como condutividade el\u00e9trica e resist\u00eancia a ataques qu\u00edmicos, alta resist\u00eancia e dureza extrema (escala de 9 Mohs).<\/p>\n
A equipe de pesquisa ainda n\u00e3o desenvolveu um processo eficiente para produzir vidro de alumina de grau comercial; no entanto, eles continuam otimistas quanto ao seu potencial. Suas pr\u00f3ximas etapas envolvem estudar mais a fundo o que faz com que ele funcione antes de aplicar o que sabem para desenvolver outros tipos de vidro com propriedades \u00fateis.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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