Reciclagem de vidros para aplicações em joalharia

Abstract

O vidro sódico-cálcio é o vidro mais comum, que é utilizado para fabricar copos e garrafas. Neste trabalho, prepararam-se por fusão dois conjuntos diferentes de vidros á base da composição sódico-cálcio, usando como dopante óxido de titânia e óxido de zircónia. Estudou-se o efeito destes dois dopantes e da concentração de dopante nas caraterísticas estruturais, térmicas e óticas dos vidros obtidos. Através o método de Vogel-Fulcher-Tamman foi possível determinar a viscosidade do vidro e perceber que a adição de carbonato de sódio iria diminuir a viscosidade apesar de que pelos cálculos não ter sido possível demonstrar a diferença. Por indentação Vickers foi possível determinar a dureza das gemas e confirmar que com o tratamento térmico aumenta a dureza da amostra de 5,54 Gpa para 7,41 Gpa. Por difração de raio X foi confirmada a amorficidade de todos os vidros, mas após tratamentos térmicos verificou-se a formação de diversas fases cristalinas nomeadamente, devitrite e silicato de sódico e cálcio e pseudovalastonite. Por análise térmica diferencial verificou-se que a temperatura de transição vítrea tende a aumentar com o teor de ambos os dopantes, ao contrário da temperatura de pico, que diminui com o aumento dos dopantes relativamente ao vidro base. A análise por FTIR indicou várias bandas caraterísticas principalmente a da ligação Si-O e Si-O-Si. Por fim, através da cinética de cristalização verificou-se que ao adicionar estes dois dopantes no vidro, dificulta a cristalização. O dopante óxido de zircónia dificulta ainda mais que o óxido de titânia. Pelo método de krissinger e Avrami podemos determinar que a cristalização ocorre na superfície da gema. Também conseguimos comprovar, com a observação dos cristais através da microscopia ótica/luz polarizada, a diminuição de cristais com o aumento de teor dos dopantes.

Sodium-calcium glass is the most common glass, which is used to make cups and bottles. In this work, two different sets of glasses based on the sodium-calcium composition were prepared by melting, using titanium oxide and zirconia oxide as doping agent. The effect of these two dopants and the concentration of dopant on the thermal and optical characteristics of the used glass was studied. Through the Vogel-Fulcher-Tamman method it was possible to determine the viscosity of the glass and realize that an addition of sodium carbonate would decrease the viscosity despite the calculations not showing the difference. Through Vickers indentation, it was possible to determine the hardness of the gemstones and confirm that the heat treatment in-creases the hardness of the sample from 5.54 Gpa to 7.41 Gpa. By X-ray diffraction the amorphicity of all the glasses was confirmed, but after thermal treatments it was ver-ified the formation of several crystalline phases, namely, devitrite and sodium and calcium silicate and pseudovalastonite. By differential thermal analysis it was verified that the glass transition temperature tends to increase with the content of both do-pants, as opposed to the peak temperature, which was with the increase of the dopants relative to the base glass. An FTIR analysis indicates several characteristic bands, mainly Si-O and Si-O-Si bonding. Finally, through the crystallization kinetics it was found that when adding these two dopants to the glass, crystallization is difficult. The zirconia oxide dopant is even more difficult than the titania oxide. By the method of Krissinger and Avrami we can determine that crystallization takes place on the sur-face of the yolk. We were also able to prove, with the observation of crystals through optical microscopy / polarized light, a decrease in crystals with an increase in the content of dopants.