Preparação e caracterização da silica vitrea de alta pureza por Verneuil : a partir da silica sol-gel

A sílica vítrea é um do" únicos materiais que cobinam excelentes propriedades térmicas, ópticas, dielétricas, mecânicas, assim como alta durabilidade química com o alto grau dc pureza. Tradicionalmente, o quartzo brasileiro na forma de lascas tem sido um insumo básico de grande importância na fabricação da sílica vítrea. A seleção de jazidas com quartzo da melhor qualidade em termos dc impurezas, e processos industriais dc purificação tornam-no um material com concentração total da ordem de 10 ppm de impurezas metálicas. Entretanto, nestes últimos anos, um novo insumo (pó de sílica) tem sido desenvolvido por processo sol-gel chegando a um grau de pureza extrema (< 0.1 ppm DD total de impurezas metálicas); e o mais importante, a sua produção independe da matéria-prima quartzo natural. Na presente pesquisa, utilizamos esses novos insumos de elevada pureza, obtidos por processo sol-gel, na preparação da sílica vítrea por fusão em chama (técnica de Verneuil), que resultou num produto inédito em termos das propriedades pureza e resistência mecânica. Contamos, para isso, com a participação de duas empresas, a Nitto Chemical e a Mitsubishi Rasei, para o fornecimento desses novos insumos, ainda em fase de desenvolvimento, através do canal de cooperação técnica entre a UNICAMP e o NIRiN. Realizamos um estudo sobre a influência das principais características das pós de sílica e do processo de fusão nas propriedades da sílica fundida como a transmitância no infra-vermelho e ultra-violeta, e em particular na viscosidade do material. 0 processo Verneuil de fusão utilizado neste trabalho, mostrou ser um processo limpo, não apresentando contaminações metálicas acima da ordem de 0.1 ppm, A agregação de radicais OH mostrou ser reduzida dependendo do tipo de chama (redutora), como por exemplo pela utilização da chama do gás liquefeito de petróleo (GLP), com contaminação da ordem de 100 ppm em comparação com a contaminação de 200 - 250 ppm verificado para a chama de hidrogênio. A viscosidade da sílica vítrea mostrou ser mais vulnerável à presença de alcalinos nas sílicas livres de Alumínio, tendo sua viscosidade reduzida em uma ordem de grandeza para concentrações de sódio de apenas alguns ppm. A sílica vítrea obtida pela fusão em chama à partir do pó de sílica sol-gel, apresenta conteúdos de impurezas metálicas equivalentes à da sílica vítrea comercial obtida pelo processo sintético de deposição química no estado vapor (CVD) por chama de Hz. Apresenta a vantagem de possuir concentrações de OH 5 vezes inferior, e valores dc viscosidade uma ordem de grandeza superior, além do menor custo do processo de fusão por chama em relação ao processo CVDNot informe