A influência estrutural nas propriedades físicas do sistema TeO2 – Li2O – MoO3 vítreo em função da composição

Autor: Gomes Junior, João Luiz
Přispěvatelé: Universidade Estadual de Ponta Grossa, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Novatski, Andressa, Lara, Lucas Stori de, Rosa, Daniele Toniolo Dias Ferreira, Ribeiro, Mauricio Aparecido, Lenzi, Giane Gonçalves
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
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Popis: Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2020-04-07T18:28:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) João Luiz Gomes Junior.pdf: 8503313 bytes, checksum: cacb703ca23ee985827d6487d7e5352b (MD5) Made available in DSpace on 2020-04-07T18:28:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) João Luiz Gomes Junior.pdf: 8503313 bytes, checksum: cacb703ca23ee985827d6487d7e5352b (MD5) Previous issue date: 2019-12-09 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Neste trabalho, amostras vítreas do sistema (1 - x - y)TeO2–xLi2O–yMoO3, onde x e y são porcentagens molares (mol%), foram preparadas pelo método de melting quenching e suas propriedades físicas caracterizadas em função da composição. O caráter amorfo foi verificado e comprovado por difração de raios-X (DRX). As mudanças estruturais foram investigadas por espectroscopia Raman e Fourier Transform Infrared (FTIR). Para as propriedades estruturais, foi evidenciado que o óxido modificador Li2O influencia em quebrar ligações Te – Oax e a formação de novas ligações (transposição de non-bridging oxigens) ocorre ao adicionar o óxido metal de transição MoO3. Outra consequência da adição de ambos os óxidos é a mudança de coordenação das unidades com átomos de Te (TeO4 para TeO3+1 e para TeO3, com ou sem NBO) e unidades com átomos de Mo (MoO4 para MoO6). A partir dos resultados de densidade ( ), determinados pelo método de Arquimedes, foram obtidos os parâmetros de volume molar (VM), densidade de empacotamento de oxigênios (D.E.O.) e volume molar de oxigênios (VO). Atribuiu-se o comportamento destes dados ao raio atômico dos átomos constituintes em função da composição. Para as propriedades térmicas, o comportamento de aumento das temperaturas de transição vítrea (Tg), temperaturas de início de cristalização (Tx), temperaturas de cristalização (Tc) e de estabilidade térmica (ΔT) foi determinado pelos dados de Differential Scanning Calorimetry (DSC). isso foi atribuído ao aumento da quantidade de MoO3 até um limite de y ≤ 35 mol%. Para as propriedades ópticas foram determinados, por espectroscopia no Ultravioleta Visível (UV-Vis), os valores de energia de band gap (Eg) e cauda de Urbach (ΔE) os quais diminuem com o aumento de x e y. Ainda, com os dados de índice de refração linear ( ), determinados pelo ângulo de Brewster (em dois comprimentos de onda, 594 nm e 633 nm), foi calculado os valores de polarizabilidade eletrônica ( ). Complementarmente, foram calculados os valores de basicidade óptica teórica ( ), segundo a teoria de Duffy, e comparados com os valores de basicidade óptica em função do índice de refração ( ), os quais diminuem em função da composição. As propriedades mecânicas os valores de dureza (H) e módulo elasticidade (E) foram determinadas pela técnica de indentação instrumentada. Conforme o aumento de MoO3 mostra-se uma redução de H do vidro e aumento de E, respectivamente. Os dados de coeficiente de Poisson ( ), velocidades longitudinais e transversais ( e , respectivamente) e módulo elasticidade (Eeco) das propriedades elásticas foram obtidos pela técnica de pulso eco. A Espectroscopia de Impedância foi utilizada para caracterizar o comportamento elétrico das amostras. Observou-se que o caráter das amostras com maior concentração de MoO3 é resistivo (Rel). Por outro lado, o caráter capacitivo (C) foi observado nas amostras com alta concentração de Li2O. O aumento da cauda da banda de condução, isto é, da condutividade elétrica ( ) e da energia de ativação (Ea) é por consequência do aumento de non-bridging oxygens transpostos em vidros com alta concentração do óxido MoO3. In this work, vitreous samples of the (1-x-y)TeO2-xLi2O-yMoO3 system, where x and y are molar percentages (mol%), were prepared using the melting quenching method and their physical properties characterized according to the composition. The amorphicity was checked and confirmed by X-ray diffraction (XRD). Structural changes were investigated by Raman and Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy. For structural properties, it was evidenced that the modifier oxide Li2O influences in breaking Te – Oax bonds and the formation of new bonds (non-bridging oxygen transposition) occurs when adding the transition metal oxide MoO3. Another consequence of the adding both oxides are the change in coordination of units with Te atoms (TeO4 to TeO3+1 and TeO3, with or without NBO) and units with Mo atoms (MoO4 to MoO6). Besides, from the density ( ) results, determined by the Archimedes method, the parameters of molar volume (VM), oxygen packing density (O.P.D.) and, molar volume oxygen (VO) were obtained. The behavior of these data was attributed to the atomic radius of the constituent atoms according to the composition. For thermal properties, the behavior of increasing the glass transition temperatures (Tg), crystallization onset temperatures (Tx), crystallization temperatures (Tc) and, thermal stability (ΔT) was determined by Differential Scanning Calorimetry (DSC) data. This was attributed to the increase in the amount of MoO3 up to a limit of y ≤ 35 mol%. For optical properties, the bandgap (Eg) and Urbach tail (ΔE) energy values were determined by spectroscopy in Visible Ultraviolet (UV-Vis), which decreases with increasing x and y. Also, with the data of linear refractive index ( ), determined by the Brewster angle (at two wavelengths, 594 nm, and 633 nm), the values of electronic polarizability ( ) were calculated. In addition, the theoretical optical basicity values ( ) were calculated, according to Duffy’s theory, and compared with the optical basicity values as a function of the refractive index ( ), which decrease according to composition. The mechanical properties of hardness (H) and elasticity modulus (E) values were determined by the instrumented indentation technique. As the MoO3 increases, there is a reduction in glass H an increase in E, respectively. The Poisson’s coefficient ( ) data, longitudinal and transverse velocities ( and , respectively) and, elasticity modulus (Eecho) of elastic properties were obtained by the pulse-echo technique. Impedance Spectroscopy was used to characterize the electrical behavior of the samples. It was observed that the character of the samples with the highest concentration of the MoO3 is resistive (Rel). On the other hand, the capacitive character (C) was observed in the samples with a high concentration of Li2O. The increase in the conduction band, ie, the electrical conductivity ( ) and the activation energy (Ea), is a consequence of the increase in non-bridging oxygens transposed in glasses with a high concentration of MoO3 oxide.
Databáze: OpenAIRE
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