Estudo das propriedades físicas de vidros com cristalites de niobatos

摘要

Este projecto teve como principal objectivo, a preparação e estudo de vidroscom o ferroeléctrico niobato de potássio, KNbO3, incorporado na sua estrutura.Os vidros foram preparados pelo método de fusão e posteriormente foramaplicados tratamentos térmicos de forma a obter a fase cristalina KNbO3. Ossistemas vítreos preparados foram: SiO2-K2O-Nb2O5, B2O3-K2O-Nb2O5 e(PbO.2B2O3)-(K2O-Nb2O5).Também foi realizada, pela primeira vez, a incorporação do KNbO3 numamatriz vítrea de borato. Os sistemas vítreos preparados pela incorporação doferroeléctrico foram: B2O3-KNbO3, PbO.2B2O3-KNbO3, K2O.2B2O3-KNbO3 eK2O.2TeO2-KNbO3.De forma a estudar os sistemas vítreos preparados foram utilizadas asseguintes técnicas experimentais: análise térmica diferencial (ATD), difracçãode raios X (DRX), microscopia electrónica de varrimento (MEV), espectroscopiade infravermelho (IV), espectroscopia de Raman, caracterização eléctricae medições na cavidade ressonante.Pelo DRX foi possível observar que dos vidros cerâmicos preparados os queapresentam a fase cristalina KNbO3 na sua estrutura são o 0,40SiO2–0,40K2O–0,20Nb2O5 (40SiKN) e 0,40B2O3–0,40K2O–0,20Nb2O5 (40BKN).Este último, segundo o nosso conhecimento, foi preparado pela primeiravez.Nos vidros em que na mistura inicial foi introduzida a fase cristalinaKNbO3 esta não permaneceu no vidro, indicando que com o aquecimentoocorreu quebras de ligação e a formação de novas unidades estruturais, bemcomo a alteração do modificador de rede no sistema vítreo PbO.2B2O3-KNbO3. ABSTRACT: The main goal of this project was the preparation and study of glasses with aferroelectric material incorporated in its structure. The ferroelectric chosenwas the potassium niobate, KNbO3.The glass was prepared through a melting process. To obtain glass ceramicswith crystalline phases the glasses were heat-treated at different temperaturesin air. The glass systems prepared by this method were the SiO2-K2O-Nb2O5,B2O3-K2O-Nb2O5 and (PbO.2B2O3)-(K2O-Nb2O5).It was done for the first time, an incorporation of the crystal KNbO3 in a borateglass matrix. The glass systems prepared by the incorporation of the ferroelectricwere the B2O3-KNbO3, PbO.2B2O3-KNbO3, K2O.2B2O3-KNbO3 eK2O.2TeO2-KNbO3.The differential thermal analysis (DTA), the X-ray diffraction (XRD), scanningelectron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (IR), Raman spectroscopy,electric characterization and some measurements in the resonant cavity werethe experimental techniques used to study the glass and glass ceramic prepared.By the analysis of the XRD it was possible to detect the crystalline phaseKNbO3 in the ceramic glasses 0.40SiO2–0.40K2O–0.20Nb2O5 (40SiKN) and0.40B2O3–0.40K2O–0.20Nb2O5 (40BKN). From our knowledge, the glass40BKN was produced for the first time.The crystalline phase KNbO3 introduced initially in the preparation of theglasses wasn’t detected in the obtained glass samples. This indicates that,with the rise of the temperature, during the melting process, some of thechemical bonds broke and new structure units were formed. In the glass systemPbO.2B2O3-KNbO3 a change in the glass modifier is observed.