CaracterizaÃÃo de setores de crescimento e defeitos estruturais em quartzo sintÃtico crescido a partir de sementes cilÃndricas e placas perfuradas

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Em funÃÃo de suas propriedades, o quartzo sintÃtico à utilizado nas indÃstrias de alta tecnologia para a produÃÃo de dispositivos de controle de freqÃÃncia, como ressonadores e filtros, sensores e transdutores. Em decorrÃncia disso, existe uma demanda cada vez maior por quartzo sintÃtico de alta qualidade e, por isso, seus defeitos estruturais sÃo motivos de inÃmeros estudos. Cabe ressaltar que o Brasil à o maior exportador de quartzo natural usado na produÃÃo de quartzo sintÃtico pela sÃntese hidrotÃrmica, atualmente estimada em mais de 2000 t/ano. O presente estudo tem por objetivo investigar a morfologia e a incorporaÃÃo de impurezas e defeitos estruturais em setores de crescimento, crescidos a partir de sementes cilÃndricas e furos circulares e hexagonais. Na indÃstria, o processo de crescimento hidrotÃrmico à geralmente realizado a partir das superfÃcies externas de sementes retangulares paralelas à direÃÃo Y. Para isso, as tÃcnicas de inspectoscopia e microscopia Ãpticas, topografia por difraÃÃo de raios-X e espectroscopias no ultravioleta- isÃvel (UV-Vis) e no infravermelho (IV) foram empregadas para caracterizaÃÃo da morfologia e distribuiÃÃo de defeitos dos cristais crescidos. A irradiaÃÃo das amostras com raios-γ em associaÃÃo com a inspectoscopia, permitiu a identificaÃÃo dos setores de crescimento. A topografia por difraÃÃo de raios-X permitiu caracterizar estrias de crescimento e discordÃncias nos diferentes setores. Jà as tÃcnicas de espectroscopias IV e UV-Vis foram usadas para evidenciar a incorporaÃÃo de centros de defeitos relacionados ao Al-substitucional (Al-OH e Al-buraco) e grupos OH (OH livre) nos diferentes setores de crescimento. A morfologia dos setores e a distribuiÃÃo de centros de defeitos nos furos preenchidos foram comparados aos resultados obtidos com as sementes cilÃndricas e discutidos em funÃÃo da literatura. Com os resultados encontrados constatou-se que os setores crescidos a partir das sementes cilÃndricas e furos sÃo os mesmos, ou seja, a geometria dos furos e o sentido de crescimento (para fora ou para dentro) nÃo afetaram a distribuiÃÃo dos setores em torno do eixo de crescimento. Ao contrÃrio das sementes retangulares convencionais, a semente cilÃndrica Y apresentou a ocorrÃncia dos setores âS. A velocidade de crescimento da semente de geometria cilÃndrica foi menor do que nas sementes convencionais em virtude de que, no inÃcio, existe a possibilidade de crescimento em todas as direÃÃes perpendiculares ao eixo da semente. Foi observado que a incorporaÃÃo de inclusÃes sÃlidas à dependente do carÃter polar da direÃÃo X uma vez que as inclusÃes se incorporaram em maior quantidade nas interfaces semente/cristal dos setores +X e +S. A topografia de raios-X revelou os mesmos setores de crescimento que as imagens das placas irradiadas. Comparando as imagens topogrÃficas e placas irradiadas das sementes, pode-se concluir que as estrias de crescimento presentes nos setores r e âX estÃo respectivamente relacionados com a incorporaÃÃo de Al substitucional e grupos OH. As intensidades de escurecimento e as concentraÃÃes dos centros de defeitos de Al-buraco e Al-OH variaram de um setor para outro

ASSUNTO(S)

placas perfuradas synthetic quartz engenharia mecanica impurities cylindrical seeds quartzo sintÃtico sementes cilÃndricas

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