Nonstoichiometric crystallization of lithium metasilicate–calcium metasilicate glasses. Part 1 — Crystal nucleation and growth rates

Fokin, Vladimir M.; Reis, Raphael M. C. V.; Abyzov, Alexander S.; Chinaglia, C.R.; Zanotto, Edgar Dutra

doi:10.1016/j.jnoncrysol.2012.11.020

Cited by 21 publications

(12 citation statements)

References 11 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This two stage crystallization process causes two distinct peaks in the DSC curve, which slightly overlap. More details on the crystallization of lithium ‐ calcium ‐ metasilicate glasses can be found elsewhere . As such, this glass deviates significantly from all of the model's assumptions.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 95%

“…These glasses were selected because their crystallization behavior has been thoroughly investigated, and each of them has a different particularity, as detailed below. The glasses were prepared using electrical furnaces and platinum crucibles and were characterized in previous studies …”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…LCS glass exhibits both volume and surface primary crystallization of lithium metasilicate (Li 2 O·SiO 2 – LS). However, the volume nucleation rate is low and cannot be detected without a preliminary nucleation heat treatment . Surface crystallization of LS occurs with a dendritic morphology toward the sample interior.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…The curves were compared with crystal growth rates from the literature, as determined from optical microscopy. Data for the L2S glass from different authors were compiled by Nascimento et al, whereas the data for the CM2S and LCS glasses were obtained using samples from the same glass batches used in this study.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

See 3 more Smart Citations

Determination of Crystal Growth Rates in Glasses Over a Temperature Range Using a Single DSC Run

2016

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

In this work, we propose and test a simple and accurate technique capable of determining the crystal growth rate, U(T), over a fairly wide temperature range by means of a single differential scanning calorimetry run. This method is based on using 50-200 lm-thick samples with parallel rough surfaces so that crystal growth is effectively unidirectional and the crystallization fronts have a constant area during the entire crystallization process. Growth rates are calculated from the expression U(T) = LÁqÁDSC(T)/A peak , where DSC(T) is the value of the differential scanning calorimetry (DSC) crystallization curve at each temperature T, A peak is the overall peak area, L is half the sample thickness, and q is the heating rate. This method has been tested for different values of L and q for three glasses undergoing predominantly surface nucleation, that possess distinctly different crystallization behaviors: stoichiometric lithium disilicate and diopside (CaOÁMgOÁ2SiO 2 ) and a nonstoichiometric lithium-calcium metasilicate. Growth rates spanning temperature intervals of more than 100 K, including temperature ranges where literature data are scarce due to experimental difficulties, were determined using a single DSC run. The resulting U(T) data were compared with literature data obtained using optical microscopy. The growth rates determined using the proposed method show excellent agreement with the published data for both stoichiometric glasses and only small errors for the nonstoichiometric glass.

show abstract

Section: Methodsmentioning

confidence: 95%

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Determination of Crystal Growth Rates in Glasses Over a Temperature Range Using a Single DSC Run

2016

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Tanto para a fabricação de vidros quanto de vitrocerâmicas, o material policristalino obtido a partir da cristalização controlada dos primeiros, é imprescindível o conhecimento da cinética de cristalização do material, seja para evitá-la ou para controlá-la [6]. São poucos os estudos sistemáticos sobre a cinética de cristalização de vidros não-estequiométricos [7][8][9].…”

Section: Lista De Ilustraçõesunclassified

Cinética de cristalização não-estequiométrica de vidros no sistema Na>sub<2>/sub<O.2CaO.3SiO>sub<2>/sub< – Na>sub<2>/sub<O.3CaO.6SiO>sub<2>/sub<

Macena¹

View full text Add to dashboard Cite

que muito me ensinou e contribuiu para meu crescimento científico durante os dois últimos anos.Ao meu orientador Prof. Dr. Eduardo Bellini Ferreira que foi de imensa importância para meu crescimento profissional, científico e pessoal, me acompanhando desde o primeiro ano de minha graduação.A minha família que sempre serviu como alicerce para meu crescimento pessoal e profissional.Aos meus companheiros Lucas, Carolina, Katherine, Renan, Letícia, Verônica e Felipe que estiveram comigo em todos os momentos de dificuldade e de felicidade durante os últimos anos.Aos meus colegas de laboratório Roger, Maria, Raúl, Johnata, Arthur e Letícia pelo apoio.Ao CNPq pelo fomento do atual projeto de mestrado pelo projeto (Nº do processo 130394/2017-3).Ao LaMaV e CeRTEV (FAPESP, CEPID N° do processo:2013/07793-6). RESUMO MACENA, G. S. Cinética de cristalização não-estequiométrica de vidros no sistema Na2O.CaO.3SiO2 -Na2O.3CaO.6SiO2., 2019. 113 pg. Dissertação (Mestrado) -Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2019.O sistema soda-cal-sílica se destaca na ciência e tecnologia de vidros, pois encontra enorme gama de aplicações, desde os tradicionais vidros de janela até biomateriais. Mesmo assim, a cinética de transformação de fases e em particular a cinética de cristalização de vidros não é bem conhecida em diversas regiões de composições nesse sistema clássico, dentre elas a do binário combeíta-devitrita (Na2O.2CaO.3SiO2-Na2O.3CaO.6SiO2). Neste trabalho, a cinética de cristalização de vidros de várias composições no sistema combeíta-devitrita foi investigada por técnicas de microscopia ótica. A partir da determinação experimental das taxas de nucleação e crescimento, e do time-lag para nucleação, as energias interfaciais sólido-líquido super-resfriado para núcleos de tamanho crítico foram estimadas, assim como as difusividades para cada vidro. As temperaturas de transição vítrea, do início (onset) do pico de cristalização, liquidus e de transformação polimórfica da combeíta foram determinadas por Calorimetria Exploratória Diferencial em função da composição do vidro matriz. A taxa de nucleação da combeíta (fase cristalina primária) foi estimada em função da temperatura pelo "método do desenvolvimento" ou método de Tamman, em que primeiro realiza-se um tratamento térmico de nucleação de cristais e depois um tratamento para o crescimento dos mesmos até um tamanho mensurável ao microscópio óptico, para vidros de composições 100, 75 e 66,7 % em mol de combeíta. Observou-se um decréscimo da taxa de nucleação com a variação da composição, à medida que a mesma se distancia da combeíta estequiométrica e aproxima-se da composição eutética, devido a mudanças termodinâmicas e cinéticas, tais como o aumento da energia interfacial sólido-vidro e a diminuição da cinética de difusão, respectivamente. Também observou-se a mudança de composição da combeíta cristalizada e do vidro residual através da variação das temperaturas de transformação polimórfica e de transição vítrea, respectivamente, determinadas por D...

show abstract

The Crystallization of Disordered Materials under Shock Is Governed by Their Network Topology

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

When the shock load is applied, materials experience incredibly high temperature and pressure conditions on picosecond timescales, usually accompanied by remarkable physical or chemical phenomena. Understanding the underlying physics that governs the kinetics of shocked materials is of great importance for both physics and materials science. Here, combining experiment and large‐scale molecular dynamics simulation, the ultrafast nanoscale crystal nucleation process in shocked soda‐lime silicate glass is investigated. By adopting topological constraints theory, this study finds that the propensity of nucleation is governed by the connectivity of the atomic network. The densification of local networks, which appears once the crystal starts to grow, results in the underconstrained shell around the crystal and prevents further crystallization. These results shed light on the nanoscale crystallization mechanism of shocked materials from the viewpoint of topological constraint theory.

show abstract

Nonstoichiometric crystallization of lithium metasilicate–calcium metasilicate glasses. Part 1 — Crystal nucleation and growth rates

Cited by 21 publications

References 11 publications

Determination of Crystal Growth Rates in Glasses Over a Temperature Range Using a Single DSC Run

Determination of Crystal Growth Rates in Glasses Over a Temperature Range Using a Single DSC Run

Cinética de cristalização não-estequiométrica de vidros no sistema Na>sub<2>/sub<O.2CaO.3SiO>sub<2>/sub< – Na>sub<2>/sub<O.3CaO.6SiO>sub<2>/sub<

The Crystallization of Disordered Materials under Shock Is Governed by Their Network Topology

Contact Info

Product

Resources

About

Nonstoichiometric crystallization of lithium metasilicate–calcium metasilicate glasses. Part 1 — Crystal nucleation and growth rates

Cited by 21 publications

References 11 publications

Determination of Crystal Growth Rates in Glasses Over a Temperature Range Using a Single DSC Run

Determination of Crystal Growth Rates in Glasses Over a Temperature Range Using a Single DSC Run

Cinética de cristalização não-estequiométrica de vidros no sistema Na>sub<2>/sub<O.2CaO.3SiO>sub<2>/sub< &#8211; Na>sub<2>/sub<O.3CaO.6SiO>sub<2>/sub<

The Crystallization of Disordered Materials under Shock Is Governed by Their Network Topology

Contact Info

Product

Resources

About

Cinética de cristalização não-estequiométrica de vidros no sistema Na>sub<2>/sub<O.2CaO.3SiO>sub<2>/sub< – Na>sub<2>/sub<O.3CaO.6SiO>sub<2>/sub<