Cristalización en un solo paso de vidrio-cerámicas de gahnita en un amplio gradiente térmico
Autores: Shakhgildyan, Georgiy Yu.; Alekseev, Roman O.; Golubev, Nikita V.; Savinkov, Vitaliy I.; Naumov, Andrey S.; Presnyakova, Natalia N.; Sigaev, Vladimir N.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Cristalización en un solo paso de vidrio-cerámicas de gahnita en un amplio gradiente térmico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Vidrio
Cristalización
Composición de fases
Microestructura
Tratamiento térmico
Dureza
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
El régimen de cristalización del vidrio juega un papel crucial en la fabricación de cerámicas vítreas: afecta tanto la composición de fases como la microestructura, y por lo tanto las propiedades del producto final. En la búsqueda de nuevos materiales de vidrio-cerámica, el desarrollo de un programa adecuado de tratamiento térmico implica la utilización de numerosas muestras de vidrio que necesitan ser tratadas térmicamente y luego investigadas para determinar los valores de las características objetivo. En este estudio, evaluamos el efecto de la temperatura de cristalización en la estructura del vidrio, la composición de fases y la dureza de las cerámicas vítreas en el sistema ZnO-MgO-AlO-SiO que contiene TiO y ZrO como nucleadores. Para maximizar el número de tratamientos térmicos, realizamos cristalización politérmica del vidrio en un amplio rango de temperaturas con la ayuda de un horno de gradiente. Utilizando difracción de rayos X, espectroscopia Raman y microscopía electrónica de transmisión, mostramos la precipitación de nanocristales de gahnita como la fase principal en el volumen de una sola muestra de vidrio y observamos un cambio gradual en su microestructura, transparencia y dureza. Se encontró que la dependencia de los valores de dureza Vickers en función de la temperatura de tratamiento térmico seguía una tendencia no lineal, revelando el rango térmico óptimo para la cristalización del vidrio.
Descripción
El régimen de cristalización del vidrio juega un papel crucial en la fabricación de cerámicas vítreas: afecta tanto la composición de fases como la microestructura, y por lo tanto las propiedades del producto final. En la búsqueda de nuevos materiales de vidrio-cerámica, el desarrollo de un programa adecuado de tratamiento térmico implica la utilización de numerosas muestras de vidrio que necesitan ser tratadas térmicamente y luego investigadas para determinar los valores de las características objetivo. En este estudio, evaluamos el efecto de la temperatura de cristalización en la estructura del vidrio, la composición de fases y la dureza de las cerámicas vítreas en el sistema ZnO-MgO-AlO-SiO que contiene TiO y ZrO como nucleadores. Para maximizar el número de tratamientos térmicos, realizamos cristalización politérmica del vidrio en un amplio rango de temperaturas con la ayuda de un horno de gradiente. Utilizando difracción de rayos X, espectroscopia Raman y microscopía electrónica de transmisión, mostramos la precipitación de nanocristales de gahnita como la fase principal en el volumen de una sola muestra de vidrio y observamos un cambio gradual en su microestructura, transparencia y dureza. Se encontró que la dependencia de los valores de dureza Vickers en función de la temperatura de tratamiento térmico seguía una tendencia no lineal, revelando el rango térmico óptimo para la cristalización del vidrio.