Orientador: Luiz Carlos Barbosa

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

Resumo: Estudamos o sistema de vidros TiO2 - BaO - ZnO - B2O3, onde fixamos as composições do ZnO e do B2O3, variando a razão TiO2/BaO de 0,87 a 1,76. Fez-se uso de um forno super kanthal para fundir os compontos em um cadinho de alumina, à temperatura de 1200 °C, durante 10 minutos. Após a fusão,...

Resumo: Estudamos o sistema de vidros TiO2 - BaO - ZnO - B2O3, onde fixamos as composições do ZnO e do B2O3, variando a razão TiO2/BaO de 0,87 a 1,76. Fez-se uso de um forno super kanthal para fundir os compontos em um cadinho de alumina, à temperatura de 1200 °C, durante 10 minutos. Após a fusão, os vidros foram vazados em um molde na forma de uma chapa de aço inoxidável e esfriados rapidamente pelo " quenching". Os vidros obtidos foram homogêneos, transparentes e livres de bolhas. Estes foram caracterizados pela difratometria de raio-X, espectroscopia infravermelha com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de absorção UV-Vis, dilatometria e medidas do índice de refração linear. As curvas de difração de todos os vidros apresentaram características típicas da formação de uma fase vítrea. O espectro infravermelho (IV) mostrou que a composição do vidro influencia tanto o "cut off" infravermelho como o UV-Vis. Da dilatometria foi verificado que tanto Td como Tg apresentaram caráter anômalo. O coeficiente de expansão térmica linear a apresentou comportamento anômalo em relação as concentrações de TiO2. Tanto a densidade como o índice de refração aumentam e atingem um máximo com a razão TiO2/ BaO em torno de 1,5. Após este ponto, ambos decrescem. O soft point Td aumenta e da mesma maneira decresce. Sugerimos, que Ti4+ joga um papel dual neste sistema de vidros, assumindo coordenação predominantemente tetraédrica nas regiões com baixas concentrações de TiO2 e predominantemente octaedral nas regiões com altas concentrações de TiO2. Tratamentos térmicos em temperaturas intermediárias fazem com que este sistema de vidros aumente seu índice de refração de maneira anômala. Por outro lado, também estudamos a influência do Bi2O3 nas propriedades estruturais do sistema de vidros Bi2O3 - B2O3 - PbO - GeO2, onde fixamos as composições de dois constituintes do mesmo e variamos outras duas. Utilizamos o forno super kanthal para fundir os compostos na forma de pó internamente em um cadinho de alumina à temperatura de 1000 °C, durante 30 minutos. Após a fusão, os vidros foram vazados em moldes de aço e receberam tratamento térmico de recozimento à temperatura de 350 °C durante 5 horas. Os vidros obtidos foram caracterizados pela difratometria de raio-X, espectroscopia infravermelha por transformada de Fourier (IFTIR) , espectroscopia UV-Vis, dilatometria, densidade e medidas do índice de refração. O espectro infravermelho, o coeficiente de expansão térmica linear a , Td e Td mostraram dependências com o aumento da concentração de Bi2O3. O índice de refração linear apresentou valores muito altos. Estas características foram produzidas pela influência das propriedades estruturais do Bi2O3 neste sistema de vidros. Determinou-se o gap óptico de uma série de composições deste sistema de vidros, os valores da cauda de Urbach e com estes dados encontrou-se os valores do índice de refração não linear n2

Abstract: We studied the system TiO2 - BaO - ZnO - B2O3, where we fixed the ZnO and B2O3 compositions, vaying the ratio TiO2/ BaO from 0.87 a 1.76. A super-Kanthal resistance furnace was used to melt the compounds inside alumina crucibles, at about 1200 °C, during 10 minutes. After melting, the...

Abstract: We studied the system TiO2 - BaO - ZnO - B2O3, where we fixed the ZnO and B2O3 compositions, vaying the ratio TiO2/ BaO from 0.87 a 1.76. A super-Kanthal resistance furnace was used to melt the compounds inside alumina crucibles, at about 1200 °C, during 10 minutes. After melting, the glasses were poured out in steel moldes and rapidly cooled by quenching. The glasses obtained were homogeneous, transparent and bubble free. Tehy were characterized by X-ray diffratometry, Fourier transform infrared (FTIR), UV-Vis, dilatometry, density and refractive index. The diffraction curves of all glasses presented typical character of vitreous phase formation. The IR spectra show that the compositions influence both infrared "cut off" and UV- Vis "cut off". From dilatometry was verified that the Td and Tg values are anomalous. The linear dilatation coefficient a presented an anomalous behavior in relation to TiO2 concentrations. The density and refractive index increase with the ratio concentration TiO2/BaO around 1.5. After this point the density and refractive index decreases. The soft point Td increase and the same manner decrease. It is suggested that Ti4+ plays a dual part in the system, assuming a predominantly tetrahedral coordination in the low titania region and a predominantly octahedral co-ordination in the high titania region. By the way, we studied composition influence in structural properties of Bi2O3 in Bi2O3 - B2O3 - PbO - GeO2 glass system, where we fixed two compositions, varying another two. A super-Kanthal resistance furnace was used to melt the powder compound inside alumina crucible, at about 1000 °C, during 30 minutes. After melting, the glasses were poured out in steels moldes. The obtained glasses were characterized by X -ray diffratometry, infrared spectroscopy, dilatometry and linear refractive index. The infrared spectra, coefficient of linear thermal expansion, Td and Tg, show a dependency with increasing of Bi2O3 composition. The linear refractive index was very high. These features were produced by the composition influence of structural properties of Bi2O3 in this glass system