NOVOS VIDROS CONTENDO COMPOSTOS DE ANTIMÔNIO: MATRIZES PARA MATERIAIS FOTOSENSÍVEIS
Marcio Menezes Tavares(IC), Marcelo Nalin (PG), Celso Molina(PG),
Petr Melnikov(PQ), Sidney J.L. Ribeiro (PQ),
Younès Messaddeq(PQ), Marcel Poulain*(PQ)
Instituto de Química, UNESP – Araraquara,
*Universidade de Rennes, Rennes I, França
"palavras-chave" – antimônio, vidros, fosfatos
Vidros a base de compostos de antimônio vêm despertando um grande interesse nos últimos anos. A possibilidade de formação vítrea a partir deste composto foi verificada primeiramente por Zachariasen em 1932 [1]. Atualmente, são encontrados na literatura, trabalhos contendo varios tipos de combinações utilizando Sb2O3, onde, entre eles podemos citar sistemas vítreos contendo óxidos, sulfetos e cloretos [2-3]. Recentemente foi verificado a possibilidade da utilização do óxido de antimônio na preparação de compostos fotosensíveis. Outra propriedade explorada é a condutividade térmica destes vidros que é possivel graças a formação do par Sb3+/Sb5+ na rede vítrea. Entretanto, ainda existem certos problemas quanto a obtenção de amostras com boas propriedades mecânicas e ópticas. Uma possível solução para esse problema é a utilização de fosfatos. A propriedade de estabilização de matrizes vítreas utilizando compostos fosfatados vêm sendo muito empregada nos ultimos anos por nosso grupo de pesquisa. Vidros binários contendo polifosfato de antimônio e óxido de antimônio foram estudados anteriormente e mostraram facilitar a obtenção de amostras espessas e com boas propriedades mecânicas. Porém, existe um inconveniente quanto ao emprego do polifosfato de antimônio, pois este se apresenta na forma higroscópica, o que pode interferir nas propriedades ópticas dos vidros. Neste sentido, este trabalho tem como principal objetivo estudar novas composições vítreas contendo ortofosfato de antimônio.
As amostras foram preparadas em cadinho de carbono vítreo em temperaturas entre 750 e 1000 °C. As misturas foram mantidas nessa temperatura por cinco minutos e posteriormente o líquido super resfriado foi vertido e prensado entre duas placas de cobre. As amostras, assim obtidas apresentam de 0,5 a 1,0 mm de espessura. Para as composições mais estáveis, o líquido fundido foi vertido em um molde de cobre, previamente aquecido na temperatura um pouco abaixo da temperatura de transição vítrea, onde foi deixado durante 1 hora e posteriormente o forno foi desligado e resfriado lentamente até a temperatura ambiente. Esse processo tem como objetivo eliminar as tensões internas dos vidros devido ao choque térmico e permite a obtenção de amostras de mais de 5,0 mm de espessura. As amostras vítreas foram caracterizadas, previamente, utilizando análise térmica diferencial (DSC). Os espectros na região do infravermelho foram obtidos usando os vidros pulverizados, dispersos em pastilhas de KBr, e diretamente das amostras mais espessas, na região de 400 a 4000 cm-1. O caráter amorfo dos vidros foi verificado por difração de raios x. O domínio vítreo para o sistema binário encontra-se entre os seguintes limites de composição (em % molar): 30<x>90 em Sb2O3 e 10<x>70 em SbPO4.
Figura 1 – Curvas de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) para as amostras no sistema Sb2O3-SbPO4
A Figura 1 mostra as curvas de DSC obtidas para esse sistema. Podemos observar um aumento na temperatura de transição vítrea com o aumento da concentração de ortofosfato. Podemos observar também a variação significativa no parâmetro de estabilidade que mostra seu máximo para a amostra sbsbp4. Os espectros de infravermelho obtidos em pastilhas de KBr mostram absorções na região de 1000 e 615 cm-1, características de sistemas contendo fosfatos. Os difratogramas de raios x das amostras mostram uma fase amorfa, caracterizada por um halo de difração, o que comprova a existência de uma estrutura desordenada.
Pode-se concluir que a utilização do ortofosfato de antimônio possibilitou a obtenção de novos sistemas vítreos com boas propriedades mecânicas e ópticas. Estudos utilizando espectroscopia Raman e UV-Vis estão em progresso.
1. - W.H. Zachariasen, "J. Am. Chem. Soc.", 54 (1932) 3841
2. - M. Amano, K. Suzuki, H. Sakata, "J. Mat. Sci.", 32 (1997) 4325
3. - L. Zan, J.Zhong, Q. Luo, L. Huang, W. Zhao, "NOG Comunications", (1998) 539
CAPES