Produção e caracterização de vitrocerâmicas obtidas a partir de pó de vidro reciclado de para-brisas e adição de Nb2O5
A reutilização e a reciclagem de produtos em final de vida útil são cruciais quando se consideram os problemas ambientais causados pelos resíduos gerados. Vitrocerâmicas apresentam uma matriz amorfa com cristais dispersos e podem ser produzidas a partir da cristalização controlada do vidro. Esse trabalho propôs a produção de vitrocerâmicas a partir de pó de vidro oriundo de para-brisas descartados, agregando valor ao resíduo. Também foram adicionadas diferentes concentrações de pentóxido de nióbio (Nb2O5) para atuar como agente nucleante e facilitar a cristalização. Foram obtidas quatro composições: sem Nb2O5, com 5%, 10% e 15% de Nb2O5. No processo de produção foi adotada a temperatura de sinterização de 700°C e dois tempos de sinterização, 1 h e 3 h. Foram realizadas a difração de raios x para análise das estruturas cristalinas, e microscopia eletrônica de varredura (MEV) da superfície de fratura. Para caracterização mecânica foi realizada a tração diametral. As medidas dos CPs (corpos de prova) foram avaliadas pela retração linear e por análise do volume. A difração de raios x mostrou a presença de fases cristalinas em 700°C apenas na presença do agente nucleante. Além disso, foi evidenciada a estrutura cristalina isoleucita referente ao niobato de sódio, que apresenta propriedades dielétricas de interesse. Já a retração linear foi reduzida a medida que o Nb2O5 era adicionado, mostrando que o agente nucleante dificulta a sinterização das peças. Sem a adição do agente nucleante, foram obtidas as maiores resistências à tração diametral, sendo a maior de 25,57 MPa. No entanto, o desvio padrão foi elevado, fato que foi reduzido na presença do pentóxido de nióbio. Assim, mesmo o Nb2O5 tendo reduzido a resistência mecânica das vitrocerâmicas, ele ajudou a promover a cristalização, o que pode favorecer a reprodutividade das propriedades mecânicas.
Produção e caracterização de vitrocerâmicas obtidas a partir de pó de vidro reciclado de para-brisas e adição de Nb2O5
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DOI: 10.22533/at.ed.53622061212
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Palavras-chave: Vitrocerâmicas, Reciclagem, Difração de Raios X, Tração Diametral, Pentóxido de Nióbio
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Keywords: Glass-ceramics, Recycling, X-Ray Diffraction, Diametral Traction, Niobium Pentoxide
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Abstract:
The reuse and recycling of end-of-life products is crucial when considering the environmental problems caused by the generated wastes. Glass ceramics have an amorphous matrix with dispersed crystals that can be produced from the controlled crystallization of glass. In this work, it is proposed the production of glass ceramics from glass powder obtained from discarded windshields, adding value to the waste. Addicionally, different concentrations of niobium pentoxide (Nb2O5) were considered to act as a nucleating agent and facilitate the crystallization. Four compositions were obtained: without Nb2O5 and with 5%, 10% and 15% of Nb2O5. In the production process, a sintering temperature of 700 °C and two sintering times of 1 h and 3 h were adopted. To study the produced glass ceramics, different caracterization analyses were carried out. X-ray diffraction was performed to analyze the crystalline structures, and scanning electron microscopy (SEM) of the fracture surface. For the mechanical characterization, diametral traction was performed. Measurements of the specimens were performed by the linear shrinkage of the volume. By X-ray diffraction it was found that the presence of crystalline phases at 700 °C only occurs in the presence of the nucleating agent. In addition, the isoleucite crystal structure referring to sodium niobate was evidenced, which presents interesting dielectric properties. The linear shrinkage was reduced as the Nb2O5 was added, showing that the nucleating agent makes the sintering of the pieces more difficult. Without the addition of the nucleating agent, the highest diametral tensile strengths were obtained, with the highest being 25.57 MPa. However, the standard deviation were higher without the addition of the nucleating agent, being reduced with the presence of niobium pentoxide. Thus, even though Nb2O5 reduced the mechanical strength of glass-ceramics, it promotes crystallization, which may favor the reproducibility of mechanical properties.
- Hiasmim Rohem Gualberto
- Mônica Calixto de Andrade
- Edgard Poiate Júnior
- Luiz Carlos Bertolino
- Domenio de Souza Faria
