Capacidad de formación de vidrio de La₂O₃-Nb₂O₅ evaluada a través de propiedades termofísicas bajo microgravedad

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de la materia condensada
• Geoquímica

Sus antecedentes:

• El sistema La₂O₃-Nb₂O₅ es un sistema único de formación de vidrio que carece de formadores de red convencionales.
• Muestra dos regiones formadoras de vidrio distintas: composiciones ricas en La₂O₃ y ricas en Nb₂O_5.

Objetivo del estudio:

• Para evaluar la capacidad de formación de vidrio del sistema binario La₂O₃-Nb₂O₅.
• Para investigar la dependencia de la temperatura de las propiedades físicas como la densidad, la viscosidad y la tensión superficial.

Principales métodos:

• Utilizó el horno de levitación electrostática (ISS-ELF) a bordo de la Estación Espacial Internacional para mediciones de alta temperatura.
• Densidad de fusión medida, viscosidad y tensión superficial en varias composiciones.

Principales resultados:

• La densidad de fusión exhibió una dependencia lineal de la temperatura con coeficientes de expansión térmica que van desde 2,5 × 10-5 hasta 4,0 × 10-5 K a 2000 K.
• Se observó un enfriamiento significativo para las composiciones formadoras de vidrio, lo que indica un comportamiento frágil del líquido.
• Se encontró una mayor energía de activación para las composiciones formadoras de vidrio, lo que sugiere su papel en la formación de vidrio.

Conclusiones:

• La capacidad de formación de vidrio se puede evaluar utilizando la energía de sub-enfriamiento y activación, incluso para fundidos no vidriantes.
• La ISS-ELF proporciona una plataforma única para estudiar la formación de vidrio en sistemas de materiales difíciles.
• Los hallazgos contribuyen a la comprensión de los mecanismos fundamentales de formación de vidrio en los sistemas de óxido.