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Síntese e caracterização elétrica de cerâmicas varistoras à base de ZnO

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dc.creator HOSKEN, Camila Martins
dc.date.issued 2006-07-31
dc.identifier.uri https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3385
dc.description.abstract The doping of the basic varistor system ZnO.Bi2O3.MnO2.Co3O4 by praseodymium was studied in this work. The individual and combined action of the dopant and atmosphere sintering on the electrical properties and degradation of zinc oxide varistors were studied. The varistor ceramics syntheses followed the ceramic process of powder metallurgy and were sinterized at the same temperature in nitrogen or air atmospheres to investigate the influence of the sintering atmosphere on varistor properties. The microestrutural and the ceramic phases were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The electrical characterization and degradation properties were made by the current density as a function of the electric field besides on low current measurements. The results show that the Pr contributes to high varistor properties when the ceramic is synterized in air atmosphere. The breakdown electric field has been shown to be 900V.cm-1 (nonlinear coefficient α=19) and such result indicated that the ceramics obtained in this work might be used as high voltage varistors. When subjecting the ZnO ceramics to an electric field at high temperatures it was observed an insulator to conductor transition. Even when the temperature becomes lower the conductivity remains high and this phenomenon is not related with the dopants (Pr) or another metallic oxide (Bi2O3, MnO2, Co3O4), because this high persistent conductivity was presented in pure ZnO samples. It was proposed that high persistent conductivity may be due to the redistribution of intrinsic point defects promoted by the electric field and favored by the high temperatures. pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.publisher Universidade Federal de Itajubá pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Varistor pt_BR
dc.subject ZnO pt_BR
dc.subject Sinterização pt_BR
dc.subject Contorno de grão pt_BR
dc.title Síntese e caracterização elétrica de cerâmicas varistoras à base de ZnO pt_BR
dc.type Dissertação pt_BR
dc.date.available 2022-10-18
dc.date.available 2022-10-18T13:37:34Z
dc.date.accessioned 2022-10-18T13:37:34Z
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/2843000970097476 pt_BR
dc.contributor.advisor1 SOARES, Demétrio Artur Werner
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/6463750480585203 pt_BR
dc.contributor.advisor-co1 QUEIROZ, Alvaro Antonio Alencar de
dc.contributor.advisor-co1Lattes http://lattes.cnpq.br/3129798508009056 pt_BR
dc.description.resumo Neste trabalho foram sintetizadas amostras cerâmicas à base de ZnO, através da técnica de metalurgia do pó com o objetivo de obter cerâmicas com propriedades elétricas características de cerâmicas varistoras. O sistema quaternário ZnO_Bi2O3_MnO2_Co3O4 estudado levou a obtenção de tais propriedades varistoras. Com o propósito de descobrir o efeito de um elemento de transição interna como dopante, foi adicionado ao sistema o praseodímio na forma de Pr6O11, nas concentrações de 0,05; 0,10 e 0,30 em % molar. O processo de sinterização foi realizado em atmosfera de oxigênio ou em atmosfera de nitrogênio a fim de se avaliar o efeito da atmosfera nas propriedades varistoras. As microestruturas das cerâmicas foram analisadas por microscópio eletrônico de varredura (MEV), a morfologia e a fase cristalina foram analisadas por difração de raios-X. Foram observados sistemas monofásicos com picos característicos da estrutura da wurtzita e sistemas com formação de precipitado no contorno de grão. Estes últimos apresentaram apenas um pico característico, com pouca intensidade, correspondente ao pico mais intenso do difratograma do óxido de bismuto. As amostras sinterizadas em atmosfera de N2 apresentaram maior corrente de fuga e menores valores de α, confirmando a necessidade do oxigênio durante o processo de sinterização. As amostras dopadas com praseodímio resultaram mais densas e com menores tamanhos de grão. Observou-se, em todas as amostras, uma transição de isolante para condutor quando as mesmas foram submetidas a campos elétricos e a altas temperaturas. Tal condutividade manteve-se persistente, mesmo após o resfriamento das amostras. Este fenômeno não deve estar associado aos óxidos adicionados ao ZnO, pois também foi observado em amostras livres de tais óxidos. É proposto neste trabalho que esta alta condutividade persistente deve-se a uma redistribuição dos defeitos pontuais intrínsecos, provocada pelo campo elétrico e facilitada pelas altas temperaturas. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department IFQ - Instituto de Física e Química pt_BR
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Materiais para Engenharia pt_BR
dc.publisher.initials UNIFEI pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA pt_BR
dc.relation.references HOSKEN, Camila Martins. Síntese e caracterização elétrica de cerâmicas varistoras à base de ZnO. 2006. 95 f. Dissertação (Mestrado em Materiais para Engenharia) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2006. pt_BR


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