Sinterização via plasma aplicada ao processamento de vidro sodo-cálcico visando a produção de materiais luminescentes

A utilização da siterização via plasma aplicada aos materiais vítreos vem se destacando especialmente no preparo dos chamados Phosphor in Glass (PiG). Os PiG´s são apontados como uma evolução aos dispositivos utilizados atualmente em grande parte dos LED´s comerciais, uma vez que apresentam maiores estabilidades química e térmica, caracteristicas que, do ponto de vista operacional, resultam em maior eficiência e durabilidade. Na maioria das configurações, os PiG’s são constituídos por um material luminescente – geralmente fósforos comerciais como o YAG: Ce3+ - dispersos em uma matriz vítrea com baixa absorção ótica na região do visível. As rotas de preparo partem da homogeneização dos precursores na forma de pó (vidro e fósforo) seguidos da consolidadação por meio de diferentes técnicas, das quais destaca-se a sinterização via plasma. Neste trabalho, apresentamos um estudo preliminar da consolidação de vidros comerciais sodo-cálcicos por meio sinterização via plasma. Os parâmetros de sinterização (taxa de aquecimento, tempo e temperatura do patamar isotérmico) foram determinados experimentalmente. Além disso, o efeito do tempo de moagem do vidro precursor e do tempo do patamar isotérmico nas propriedades ópticas foi avaliado. As amostras sinterizadas acima dos 550 ºC apresentaram a transparência ótica característica dos materiais vítreos e a densidade semelhante ao vidro fundido. Em todas as amostras, foi possível verificar a ocorrência de um escurecimento distribuído de forma homogênea por todo volume, frequentemente atribuído à presença do CO2 e CO na atmosfera de sinterização e acentuado pela utilização das matrizes, pistões e das folhas de grafite. Tal característica demonstrou relação com a granulometria dos precursores, tornando-se mais expressiva para as condições de maiores tempos de moagem (menores tamanhos de grão), e com o tempo total da sinterização. Com base no exposto, verifica-se a necessidade de aprimoramento das estratégias de preparo do material por meio do controle da granulumetria do pó precursor, da utilização de barreiras metálicas entre o pó e a matriz de grafite e do emprego de tratamento térmico pré-sinterização.