Transformações físico-químicas durante a fusão de vidros técnicos

Abstract

A optimização do processo de fusão de vidros técnicos pressupõe um conhecimento das transformações físico-químicas que têm lugar durante a transformação da mistura de matérias-primas num vidro fundido. Devido a falta de dados experimentais fiáveis sobre as transformações que se registam, este processo tem sido descrito por modelos, cujos resultados têm sido questionados pelo facto de estes modelos serem algumas vezes, baseados em pressupostos não realistas, assim como em estudos de sistemas binários e ternários extrapolados para sistemas de composição mais complexa, que não espelham necessariamente o comportamento dos vidros comerciais com uma composição complexa. O problema descrito de dados fiáveis residia no baixo desenvolvimento tecnológico existente na altura em que alguns destes estudos foram realizados. Inspirados nas lacunas que se registam neste domínio, foi conduzido o presente estudo com o objectivo de contribuir para a clarificação do mecanismo de formação de vidros técnicos. No presente estudo usou-se a) o Calorímetro HT 1100 operando para este fim, no modus scanning (Varredura) para a identificação das temperaturas onde ocorrem as transformações, e b) o método da Difracção de Raios X para a identificação das fases presentes em cada estágio. Os resultados dos ensaios de XRD mostram a formação de silicatos binários (CaSiO 3 ) e ternários (Na 2 O.2CaO.3SiO 2 ), assim como reacções de dissociação e transformações polimórficas. A wollastonite (CaSiO 3 ) foi identificada somente nos batches sintéticos, que usam quartzo presente na fase amorfa, enquanto que nos batches preparados a partir da composição e das matérias primas usadas na produção de vidros comerciais não se registou a formação da wollastonite. A tentativa de clarificar o efeito do Fe 2 O 3 e do Al 2 O 3 não trouxe os resultados desejados. Fe 2 O 3 e Al 2 O 3 influenciam algumas propriedades do vidro mas não se obteve evidência de sua participação na formação das fases identificadas neste estudo.