Characterization of Li2O-Al2O3-SiO2 glass-ceramics produced from a Brazilian spodumene concentrate

AUTOR(ES)
FONTE

Cerâmica

DATA DE PUBLICAÇÃO

15/08/2019

RESUMO

Resumo Vitrocerâmicas do sistema LAS (Li2O-Al2O3-SiO2) com elevada resistência ao choque térmico foram obtidas com sucesso com o uso de um concentrado de espodumênio brasileiro como principal matéria-prima (80%-70% em massa). Duas composições (Li2O.Al2O3.nSiO2) foram produzidas com n= 2 e 4, próximas às composições estequiométricas das fases eucriptita-β e espodumênio-β. A determinação das temperaturas características dos precursores vitrocerâmicos (vidros) foi realizada por dilatometria de contato, calorimetria de varredura diferencial e microscopia de aquecimento. O mecanismo de cristalização e o efeito do agente nucleante (TiO2.2ZrO2) necessário para promover a cristalização volumétrica das matrizes vítreas foram investigados. As alterações microestrutural e estrutural com a variação da temperatura foram também avaliadas por microscopia óptica e difração de raios X. As vitrocerâmicas obtidas apresentaram coeficientes de expansão térmica linear entre -0,370.10-6 e 4,501.10-6 °C-1 no intervalo de 22 a 700 °C.Abstract Glass-ceramics in the LAS (Li2O-Al2O3-SiO2) system with high thermal shock resistance were successfully obtained using Brazilian spodumene concentrate as the main raw material (80-70 wt%). Two compositions (Li2O.Al2O3.nSiO2) were produced with n= 2 and 4, near to the stoichiometric compositions of β-eucryptite and β-spodumene. The characteristic temperatures of parent glasses were determined by contact dilatometry, differential scanning calorimetry and heating microscopy. The crystallization mechanism and the effect of the nucleating agent (TiO2.2ZrO2) required to promote volume crystallization in the parent glasses were investigated. Microstructural and structural changes with temperature were also evaluated by optical microscopy and X-ray diffraction. The obtained glass-ceramics presented coefficients of thermal expansion between -0.370x10-6 and 4.501x10-6 °C-1 in the 22 to 700 °C range.

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