Orientador: Luiz Carlos Barbosa

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: A utilização da indução para a fusão de vidros é um dos métodos mais puros, uma vez que o vidro é fundido diretamente, eliminando por exemplo a contaminação provocada por refratários. Neste trabalho mostraremos o preparo das matérias-primas e as características que envolvem a fusão de vidros...

Resumo: A utilização da indução para a fusão de vidros é um dos métodos mais puros, uma vez que o vidro é fundido diretamente, eliminando por exemplo a contaminação provocada por refratários. Neste trabalho mostraremos o preparo das matérias-primas e as características que envolvem a fusão de vidros compostos em forno de indução de RF, especificando entre outras coisas o tipo de pré- aquecimento necessário para cadinhos de mulite e de quartzo. Durante a fusão é necessária a retirada de bolhas que permanecem dentro do vidro fundido. Testamos portanto três métodos para a retirada dessas bolhas: a) a vácuo, b) borbulhamento de gases e c) cadinho acelerado. Estes métodos apresentam grande eficiência, sendo os dois primeiros os que mais se destacam, como veremos detalhadamente neste trabalho. Por questões práticas, o método escolhido por nós foi o de borbulhamento de He. Além das experiências de fusão e refinamento do vidro, fizemos um estudo preliminar a respeito dos mecanismos de deslizamento que sofre o vidro durante a extrusão, a qual pode ser utilizada para a obtenção de barras e tubos que servirão para a fabricação de fibras ópticas para curtas distâncias pelo método "rod-in-tube". Utilizamos basicamente três diferentes composições de vidros: A = 70% B2O3 + 30% PbO; B = 37,3% B2O3 + 42,3% SiO2 + 19,4% Na2O + 1% Al2O3; C = 34,25% PbO + 25,04% P2O5 + 23,91% Nb2O5 + 16,80% K2O (% em mol). Veremos que o escoamento do vidro A regido pelo mecanismo de "adesão à parede", enquanto os vidros B e C são regidos pelo mecanismo de "filme deslizante". Durante a extrusão, observaremos também "anomalias do fluxo" que são provocadas pela variação da viscosidade do vidro devido à "tensão de cisalhamento" que este sofre ao fluir pelo canal do "die"

Abstract: Using induction furnace to glass melting is one of the purest methods, because the glass is melted directly, removing, for example, the contamination caused by refractories. In this work we will show the raw materials preparation and the characteristics that envolve the compound glasses...

Abstract: Using induction furnace to glass melting is one of the purest methods, because the glass is melted directly, removing, for example, the contamination caused by refractories. In this work we will show the raw materials preparation and the characteristics that envolve the compound glasses melting in na induction furnace (RF) , specifying the kind of initial heating used for mullite and quartz crucibles. During the melting, it is necessary to remove the bubbles that remain inside the melted glass. We had tested the following three methods: (a) vacuum, (b) gas bubbling, (c) accelerated crucible. These methods present a great efficiency, and (a) and (b) are better, as we will see in details in this work. For practical reasons, the selected method was He bubbling. Besides, the glass melting and refinement experiences, we had made a preliminary study related to the sliding mechanisms that the glasses suffer during extrusion. This method can be used to rods and tubes production, that will serve to fiber optics to short distances fabrication by the method rod-in-tube. Three basic different glasses compositions were tested: A = 70% B2O3 + 30% PbO; B = 37,3% B2O3 + 42,3% SiO2 + 19,4% Na2O + 1% Al2O3; C = 34,25% PbO + 25,04% P2O5 + 23,91% Nb2O5 + 16,80% K2O (% em mo1). We will see that the glass flow is explained by the "Channel adhesion" mechanism, and B and C glasses are explained by the "sliding film" mechanism. During the extrusion, we will also observe "flow anomalies" that are caused by glass viscosity variety due to "shear stress" that the glass suffer when flows through the "die" channel