Development of lithium disilicate based glass-ceramics =

摘要

O principal objectivo deste estudo foi o desenvolvimento de vitrocerâmicos a base de dissilicato de litio no sistema Li2O-K2O-Al2O3-SiO2 contendo uma razao molar SiO2/Li2O muito afastada da do dissilicato de litio (Li2Si2O5) usando composicoes simples e a tecnica tradicional de fusao-vazamento de vidro de forma a obter materiais com propriedades mecânicas, termicas, quimicas e electricas superiores que permitam a utilizacao destes materiais em diversas aplicacoes funcionais. Investigou-se o fenomeno de separacao de fases, a cristalizacao e as relacoes estrutura-propriedades de vidros nos sistemas Li2O-SiO2, Li2O-Al2O3-SiO2 e Li2O-K2O-Al2O3-SiO2. Os vidros nos sistemas Li2O-SiO2 e Li2O-Al2O3-SiO2 apresentaram fraca densificacao e resultaram em materiais frageis, contrastando com a boa sinterizacao dos vidros no sistema Li2O-K2O-Al2O3-SiO2. Pequenas adicoes de Al2O3 e K2O ao sistema Li2O-SiO2 permitiram controlar a separacao de fases devido a formacao de especies de Al(IV) que confirmaram o papel de Al2O3 como formador de rede. Os compactos de po de vidro das composicoes contendo Al2O3 e K2O tratados termicamente resultaram em vitrocerâmicos bem densificados, apresentando dissilicato de litio como a principal fase cristalina, e valores de resistencia mecânica a flexao, resistencia quimica e condutividade electrica (173-224 MPa, 25-50 mg/cm2 e ~2´10-18 S/cm, respectivamente) que possibilitam a utilizacao destes materiais em diversas aplicacoes funcionais. A adicao de P2O5, TiO2 e ZrO2 ao sistema Li2O-K2O-Al2O3-SiO2 como agentes nucleantes revelou que os vidros contendo apresentaram cristalizacao em volume, com a formacao de metassilicato de litio a temperaturas mais baixas e dissilicato de litio para as temperaturas mais elevadas, enquanto a adicao de zirconia reduz o grau de segregacao, aumenta a polimerizacao da matriz vitrea e desloca o valor de Tg para temperaturas superiores, inibindo a cristalizacao.