Vidros e vitrocerâmicas no sistema binário NaPO3 – Ta2O5

O presente trabalho teve por objetivo sintetizar e caracterizar amostras vítreas que possuem como base o fosfato de sódio (NaPO3) e óxido de tântalo (Ta2O5) e o estudo desta composição visando a obtenção de vitrocerâmicas. Sabe-se que estes materiais possuem a capacidade de formação de uma matriz hospedeira para íons terras raras, tornando-os interessantes para aplicações na área da óptica. Teve-se por objetivo o entendimento acerca das condições de tratamento térmico que possam levar a precipitação de nanocristais de óxido de tântalo em uma matriz vítrea e a influência desta estrutura nas modificações das propriedades do material. Ensaios para a determinação do domínio vítreo da composição foram executados, preparando-se amostras com teor molar crescente de óxido de tântalo. Amostras vítreas foram obtidas pelo método de fusão/choque térmico para a composição (100 − x)NaPO3 − xTa2O5 onde o valor de x foi variado de 10 a 50% em fração molar. Foram realizadas medidas de análise térmica por DSC, para determinação das faixas de temperaturas de transição vítrea e picos de cristalização. Estas análises exibiram a dependência da temperatura de transição vítrea em função da quantidade de óxido de tântalo presente, chegando ao valor de Tg = 920oC para a amostra contendo 50% de Ta2O5 . Esta amostra merece destaque devido a não ter sido encontrada na literatura informações acerca da obtenção de amostras na forma de monólitos com tamanhos consideráveis pelo método fusão/resfriamento com estas proporções de óxido de tântalo. Foram otimizados os parâmetros de tratamento térmico que propiciaram a obtenção de uma vitrocerâmica para a composição binária estudada. Análises de difração de raios-x confirmaram o caráter vítreo das amostras e também confirmaram a precipitação da fase cristalina Na2Ta8O21 para a vitrocerâmica transparente obtida. Análises de espectroscopia FTIR e Raman mostraram a evolução estrutural dos vidros em função do aumento da fração molar de óxido de tântalo. Análises de absorção de UV-Vis mostraram a boa transparência das amostras e permitiram verificar a diminuição do bandgap conforme a fração molar de Ta2O5 aumenta. A incorporação do óxido de Tântalo promove um aumento significativo da conectividade da rede vítrea devido à inserção de octaedros do óxido nas cadeias e contribuindo assim para uma rede vítrea mais rígida e com alta estabilidade química e térmica.