o_19m88lbhbd6mah11q1gne1urpa.pdf

202 CAPÍTULO 11
de um sólido amorfo. No entanto, no caso de formação de um sólido amorfo
ocorre uma mudança de inclinação na curva de volume específico versus
temperatura. Em outras palavras, a curva não apresenta descontinuidade mas
a taxa de variação do volume específico com a temperatura não é uniforme. A
temperatura em que ocorre a mudança de inclinação é denominada temperatura
de transição vítrea (T g ou T V ). Em termos estruturais, pode-se afirmar
que acima da temperatura de transição vítrea ocorrem rearranjos das moléculas
enquanto abaixo dela isto não é mais possível e a contração remanescente
é causada pela redução das vibrações térmicas com a diminuição da temperatura.
Na figura 11.1 (b) é apresentada a variação do coeficiente de expansão
com a temperatura. Observa-se neste caso a ocorrência de uma variação
brusca no coeficiente de expansão térmica do sólido amorfo na temperatura
de transição vítrea. O mesmo tipo de comportamento é observado na curva de
variação do calor específico em função da temperatura; figura 11.1 (c).
A temperatura de transição vítrea não é uma grandeza termodinâmica,
como as temperaturas de fusão e de ebulição. Quanto mais lento for o resfriamento
mais baixa será a temperatura de transição vítrea. Em outras palavras,
a temperatura de transição vítrea é uma característica importante de um sólido
amorfo ou de uma fase amorfa dentro de um material parcialmente cristalino,
mas não é uma constante e varia numa faixa.
A solidificação ultra-rápida a partir do líquido é talvez a maneira mais
utilizada para obter sólidos amorfos. Um aparato muito utilizado é mostrado
esquematicamente na figura 11.2. Um material metálico é fundido por indução
dentro de um tubo de quartzo ou de alumina. O tubo tem um furo na sua
extremidade inferior. O metal líquido é pressionado através do furo por um
gás inerte (normalmente, argônio). Um filete de metal incide sobre uma roda
polida de cobre refrigerada e em movimento. O filete de metal líquido solidifica-se
ultra-rapidamente formando uma fita com algumas dezenas de micrometros
de espessura. A roda de cobre pode estar encerrada em uma câmara
contendo gás inerte (normalmente, hélio). Este aparato é muito conhecido
pela sua designação em inglês (“melt-spinning”) e com ele pode se obter
velocidades de resfriamento na faixa de 10 5 a10 7 K/s . Este método é muito
utilizado para obtenção de materiais metálicos amorfos.
Existem outras maneiras de evitar a cristalização e obter sólidos amorfos.
Uma delas é partir da fase vapor ao invés do líquido. O vapor, por sua
vez, pode ser obtido pelo aquecimento de um sólido cristalino ou de um
líquido ou até bombardeando a superfície de um sólido com íons (“cathode
sputtering”). O vapor é então resfriado ultra-rapidamente pelo contato com
uma superfície fria. A temperatura baixa reduz a mobilidade atômica e difi-