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Estudo da geração de bolhas e hidroxilas em silica vitrea obtida por fusão em chama

By Edson Haruhico Sekiya

Abstract

A sílica vítrea é um material de grande interesse científico e tecnológico devido às suas propriedades físicas e químicas, tendo um vasto campo de aplicações avançadas, em particular na área da tecnologia de informação. Existem vários métodos de manufatura da sílica vítrea, sendo que a qualidade final do produto depende da matéria-prima e da técnica de processamento utilizado. Em aplicações ópticas, a sílica vítrea deve ser livre de bolhas e com baixa concentração de hidroxilas, visto que eles afetam a resistência mecânica e interferem na transmitância óptica. Neste estudo, utilizamos a técnica de Verneuil de fusão com chama, para a preparação de sílica vítrea de alta qualidade. Para estudar a geração de bolhas e incorporação de hidroxilas, utilizamos dois tipos de pós: pó de quartzo natural purificado e pó de sílica sintética sol-gel; e dois tipos de chama: chama GC2/'O IND. 2' e GLP/'O IND. 2' com diferentes relações de mistura dos gases. Para as amostras fundidas a partir do pó de quartzo natural, observamos que há uma grande quantidade de bolhas geradas são a partir de inclusões fluídas presentes no pó, no entanto, essas bolhas colapsam durante o processo de fusão, obtendo-se tarugos livre de bolhas. Para a chama de GC2/'O IND. 2' obtivemos que a concentração de hidroxilas e de bolhas são influenciados pela mistura dos gases, diminuindo para as misturas mais redutoras. Utilizando uma mistura de GC2/'O IND. 2' = 0,40 obtivemos uma sílica vítrea livre de bolhas e com baixa concentração de hidroxilas ('< ou =' 100 ppm)Due to its exceptional physical and chemical properties, silica glass has been one of the most interesting material from both, scientific and technological points of view. The silica glass has a large spectra of advanced applications, in particular to the area of information technology. Several methods can be used for the production of silica glass, and the final quality of the product depends of raw-material and on the processing technique. For optical applications, the silica glass must be bubble-free with low hydroxyl content, once they interfere on the mechanical resistance and degenerate the optical transmittance. ln this study, the flame fused Verneuil technique has been used to prepare high purity silica glass. ln order to study bubbles generation and hydroxyl incorporation, two types of powders were used: purified natural quartz and synthetic sol-gel silica. And also, two types of flames, LPG/'O IND. 2' and GC2/'O IND. 2' flames with different mixtures, were used to conduct the experiment. It was observed that for samples fused from natural quartz powder, a high concentration of small bubbles are generated from the inclusions present in the grain during fusion process, but such bubbles are collapsed as the fusion progresses to form bubble-free ingot. A strong dependence of the remained bubbles and hydroxyl concentrations with the mixture ratio of GC2/'O IND. 2' flame was observed, decreasing its concentration for more reductive flame. A bubble-free silica glass with low concentration ('< ou =' 100 ppm) was obtained with 0,40 of GC2/'O IND. 2' rati

Topics: Silica, Chama (Combustão), Bolhas (Fisica)
Publisher: Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica
Year: 1997
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.BDTD_UNICAMP:oai:unicamp.br:vtls000119000
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