Desenvolvimento e caracterização de vitrocerâmicas com nanopartículas de titanatos de Ca, Ba e Sr

Possui graduação em Física pela Universidade de Brasília (1977), mestrado em Tecnologia Nuclear, pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares – IPEN/USP – São Paulo (1981), doutorado em Física Aplicada pelo Instituto de Física e química de São Carlos – IFQSC/ USP -São Carlos (1990) e Pós-Doutorado em mineralogia de argilas na Texas A & M University (1995/97). Pós-doutorado (2008) no Instituto de Ciencias de la Construción Eduardo Torroja-IETCC, grupo de Materiales Vítreos y Cerámicos (Madri/Espanha). Professor na Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho – UNESP/FCT, Campus de Presidente Prudente (1982 a 2023) atualmente é Professor Sênior (Livre Docente) da UNESP. Temas de pesquisas: argilominerais, resíduos sólidos, cerâmicas para construção civil, materiais vitro-cerâmicas e materiais cerâmicos funcionais. Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq - Nível 2.

Silvio Rainho Teixeira
UNESP

Resumo

Os titanatos fazem parte de uma classe de materiais cerâmicos dielétricos, semicondutores, que exibem propriedades elétricas, ópticas e magnéticas características, apresentando uma ampla aplicabilidade tecnológica de forma direta ou indireta. Estes materiais apresentam uma estrutura cristalina particular, denominada estrutura perovskita (ABO₃). As propriedades intrínsecas dos materiais podem ser modificadas durante seu processamento utilizando dopagem ou substituições isomórficas controladas. Outra forma de modificar as propriedades dos materiais é controlar o tamanho das partículas. Em nanoescala, as propriedades dos materiais podem mudar drasticamente, sendo regidas, portanto, por efeitos quânticos. Os materiais nanoestruturados apresentam propriedades extrínsecas diferentes daquelas da mesma substância em escala maior. Vitro-cerâmicas são materiais micro ou nano-cristalinos produzidos por nucleação e cristalização controladas de um precursor vítreo A composição do vidro e o tratamento térmico irão determinar o provável conjunto de fases que, por sua vez, governará muita das características físicas e químicas do material. Será apresentada a proposta de nossa pesquisa (em andamento) para obtenção de vitrocerâmicas (VC) com nanopartículas de titanatos (Ba, Ca, Sr) dispersas num vidro à base sílica, controlando a cristalização, utilizando análise térmica, difração de raios-x e o método de Rietveld. Numa primeira etapa do projeto, trabalhamos com vidros visando a formação de titanatos (Ca e Ba) e wollastonita (CaSiO₃). Foi obtido um material com três fases, as duas desejadas e um silicato com Ti e Ca. Foi observado que a porcentagem de titanato na VC aumenta com o tempo de tratamento térmico (6h: 79% de CT e 68% de BT) e apresentam propriedades elétricas opostas. Atualmente estamos trabalhando com vidros visando a obtenção de titanatos com nefelina (NaAlSiO₄). Já foi possível a obtenção das vitrocerâmicas com somente duas fases, nefelina com: CT ou BT ou ST). Serão apresentados alguns resultados preliminares, as próximas etapas do trabalho e os resultados esperados.