Vidros porosos de alto teor de silica para armazenamento de rejeitos nucleares-preparação e caracterização da separação de fase espinodal
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Resumo
Realizou-se estudos sobre comportamento da separação de fase por decomposição espinodal de dois vidros borosilicatos de sódio fabricados em nosso Laboratório de Vidros, cujas composições em % por peso são: 8% Na2O - 32% B2O3 - 60% SiO2(Vidro A) e 8% Na2O - 27% B2O3 - 65% SiO2O (vidro B). A partir das fotografias de amostras dos vidros, obtidas por um Microscópio Eletrônico de Varredura, mediu-se o crescimento do tamanho médio r das microestruturas de menor fase em função do tempo de tratamento térmico (0-100 horas) e para várias temperaturas (580, 600, 620 e 640°C). Os resultados estão em concordância com a teoria de Lifshitz-Slyozov), que prediz que um crescimento das microestruturas de menor fase controlada por difusão através da fase insolúvel tal que r3 =Ao t exp (-ΔE/RT). A energia de ativação, ΔE e o termo pré-exponencial, Ao, do processo de difusão foram determinados: ΔE = 58,8 kcal/mol e Ao = 8,42 x 1021 ޵/h para o vidro A e ΔE = 92,6 kcal/mol e Ao = 4,48 x 1029 ޵/h para o vidro B. As curvas de distribuição dos tamanhos das microestruturas permitem-nos sugerir, para os vidros presentemente estudados, os tratamentos térmicos mais adequados para a absorção de rejeitos nucleares líquidos após a lixiviação da fase solúvel
We have studied the phase separation behavior vio spinodal decomposition of two sodium borosilicate glasses manufactured in ur Glass Laboratory, having the following compositions in weight %: Glass A: 8% Na2O - 32% B2O3 - 60% SiO2(Vidro A) e Glass B: 8% Na2O - 27% B2O3 - 65% SiO2. The growth of the mean size r of the microstructure of the minor phase has been determined as a function of the time lenght (0 100 hours) and as function of the temperature (580, 600, 620 e 640°C) of thw heat treatment by analyzing pictures of the glass sample taken with a Scanning Electron Microscope. The results are in good agreement with the theory of Lifschitz-Slyozov which predict a growth of the microstructure of the minor phase via a diffusion controled process through the insoluvel phase such that r3 =Ao t exp (-ΔE/RT). The activation energy ΔE and the pré-exponential factor Ao of the diffusion process were found ΔE = 58,8 kcal/mol e Ao = 8,42 x 1021 ޵/h for the glass A and ΔE = 92,6 kcal/mol e Ao = 4,48 x 1029 ޵/h for the glass B respectively. The distributions curves of the microstructure size allowed us to sugest for the glasses under study the most adequate heat treatments to absorbs afetr the leaching of the soluble phase