[en] SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF LOW THERMAL EXPANSION OXIDES
[pt] Materiais que apresentam expansão térmica baixa ou negativa possuem grande potencial de emprego em diversas aplicações que requerem resistência ao choque térmico, assim como para aplicações odontológicas, em placas de circuitos eletrônicos, em componentes ópticos e para produzir compósitos...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | |
| Language: | pt |
| Published: |
MAXWELL
2008
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=11333@1 https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=11333@2 http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.11333 |
| Summary: | [pt] Materiais que apresentam expansão térmica baixa ou negativa
possuem
grande potencial de emprego em diversas aplicações que
requerem resistência
ao choque térmico, assim como para aplicações
odontológicas, em placas de
circuitos eletrônicos, em componentes ópticos e para
produzir compósitos em
que compensam a expansão térmica positiva de outros
materiais. Por este
motivo, o estudo e a produção de materiais com expansão
térmica controlada
têm crescido nos últimos anos. No presente trabalho, foram
estudadas algumas
famílias de óxidos com estruturas que apresentam este tipo
de comportamento.
Foi avaliada a expansão térmica em três sistemas da família
A2M3O12 com o
intuito de produzir materiais com expansão térmica
controlada pela substituição
química do cátion A pelos cátions Al, Cr e Fe. Os sistemas
produzidos foram:
Cr2xFe2-2xMo3O12 (molibdato de cromo - ferro), Al2xCr2-
2xMo3O12 (molibdato de
alumínio - cromo) e Al2xFe2-2xMo3O12 (molibdato de
alumínio - ferro). Além
destes, o composto HfMgMo3O12 foi também sintetizado para
testar a viabilidade
de substituição dos cátions A trivalentes por um cátion
divalente e um
tetravalente. Foi possível obter soluções sólidas
monofásicas e seus parâmetros
de rede variam linearmente com o aumento no conteúdo do
cátion de maior
tamanho, conforme a lei de Vegard. Análise térmica
realizada por DSC permitiu
determinar a temperatura de transição de fase da estrutura
monoclínica (P21a) à
ortorrômbica (Pbcn). Os valores encontrados foram: para o
Al2Mo3O12, 200oC,
para o Cr2Mo3O12 , 403oC e para o Fe2Mo3O12, 512oC.
Coeficientes de expansão
térmica intrínsecos foram determinados por difração de
raios-X utilizando luz
síncrotron, encontrando-se valores bem reduzidos para todos
os sistemas
estudados, a saber: para o Al2Mo3O12, (alfa)l = 2,32 x 10-
6/oC, para o Cr2Mo3O12 , (alfa)l =
0,65 x 10-6/oC e para o Fe2Mo3O12, (alfa)l = 1,72 x 10-6/oC. === [en] Negative and low thermal expansion materials have important
potential
applications as resistance to thermal shock, as well as,
for odontological
applications, printed circuit boards, optical components
and to produce
composites to compensate the positive thermal expansion of
materials. For this
reason, the study and production of materials with
controlled thermal expansion
have increased in the recent years. In the present work,
some oxide families with
structures that present this type of behavior were
investigated. The thermal
expansion in three systems of A2M3O12 family was evaluated
in order to produce
materials with controlled thermal expansion through the
chemical substitution of
cation A with Al, Cr and Fe. The produced systems were:
Cr2xFe2-2xMo3O12
(chromium - iron molybdate), Al2xCr2-2xMo3O12 (chromium -
aluminum molybdate)
and Al2xFe2-2xMo3O12 (aluminum - iron molybdate). Besides
that, HfMgMo3O12 was
synthesized to test the viability of substitution of
trivalent cations for one divalent
plus one tetravalent. It was possible to obtain single-
phase solid solutions and
their lattice parameters increased linearly with the
increase of the largest cation
content, following the Vegard`s law. Thermal analysis
carried out by DSC allowed
the determination of the phase transition temperature from
monoclinic (P21a) to
orthorhombic (Pbcn) structure. The values were 200oC for
Al2Mo3O12, , 403oC for
Cr2Mo3O12 , and 512oC for Fe2Mo3O12. Intrinsic thermal
expansion coefficients
were determined by X-rays diffraction using syncrotron
radiation, and low values
were found for all studied systems: (alfa)1 = 2,32 x 10-
6/oC for Al2Mo3O12, (alfa)1 = 0,65 x
10-6/oC for Cr2Mo3O12 , and (alfa)1 = 1,72 x 10-6/oC for
Fe2Mo3O12. |
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