| Título da Dissertação: | Influência dos íons Fe2+ e Fe3+ nas propriedades ópticas e térmicas do vidro aluminosilicato de cálcio fundido a vácuo |
| Nome do Aluno: | Roberto Kenji Miura |
| Banca Examinadora: | Mauro Luciano Baesso (orientador) João Carlos Silos Moraes - UNESP-Ilha Solteira Antonio Medina Neto - UEM |
| Data da Defesa: | 14/10/2003 |
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| Resumo: | O objetivo principal deste trabalho é investigar a influência dos íons Fe2+ e Fe3+ nas propriedades ópticas e térmicas do vidro aluminosilicato de cálcio fundido a vácuo. Foram preparadas amostras deste vidro dopadas com diferentes concentrações de íons de ferro. As propriedades ópticas e térmicas foram investigadas a partir da combinação de resultados obtidos com diversas técnicas experimentais. A Espectrofotometria foi utilizada para a determinação dos espectros de absorção óptica no visível e no infravermelho próximo; a Espectroscopia de Lente Térmica para a determinação da difusividade térmica e do coeficiente de temperatura do caminho óptico; a Fotoacústica também utilizada para determinar a difusividade térmica; e a Calorimetria de Relaxação Térmica para adeterminação dos valores do calor específico. A partir de colaboração externa ao nosso grupo, medidas complementares de Ressonância Paramagnética Eletrônica para detectar a presença de Fe3+ também foram realizadas. Os resultados mostraram a formação de ferro metálico durante o processo de fusão das amostras, impedindo a obtenção da concentração de ferro desejada. Isto exigiu que a fusão fosse realizada em várias etapas, sendo que em cada uma delas parte do vidro era cortada para que pudesse ser analisada. Os espectros de absorção óptica foram utilizados para a atribuição das bandas aos íons formados na matriz. Foi observada a formação predominante de Fe2+, provavelmente ocorrida em função das condições de fusão adotadas. A combinação da espectroscopia fotoacústica e da lente térmica para determinar a difusividade térmica foi importante, não só para se obter ocomportamento adequado deste parâmetro em função do processo de fusão, mas também porque com este resultado e com o valor do calor específico e da densidade das amostras foi determinada a condutividade térmica em função da concentração de íons de ferro. Além disso, foi possível obter o parâmetro ds/dT que sugeriu a ocorrência de mudanças estruturais na amostra, a partir da evidência da diminuição do coeficiente de temperatura da polarizabilidade eletrônica em função da saída dos íons de ferro do vidro. O procedimento adotado de se combinar técnicas convencionais com métodos de uso mais recentes no estudo de vidros, como é o caso dos métodos fototérmicos, permitiu que se fizesse uma análise de propriedades ainda pouco exploradas na literatura para se avaliar a potencialidade do material desenvolvido. Particularmente para nosso grupo, este aspecto do trabalho é também relevante porque pouco se conhece na literatura em termos dos efeitos que os íons dopantes podem induzir na estrutura do vidro estudado. Finalmente, osresultados apresentados neste trabalho devem ser considerados como um ponto de partida para as futuras Dissertação do grupo que tiverem como meta o desenvolvimento de novos vidros fluorescentes. Todas as propriedades tanto ópticas quanto térmicas determinadas foram significativamente dependentes da quantidade de ferro existente na matriz. O controle da pureza da matéria prima é essencial para que se obtenha um meio ativo livre da influência dos íons de ferro, o que contribuirá para o sucesso do emprego dos vidros obtidos para o desenvolvimento de sistemas ópticos, em especial os lasers. |