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Previous issue date: 2000-12-01 / Universidade Federal de Minas Gerais / Aiming at obtaining SnO2 based varistor systems with a high degree of non linearity, new varistor compositions were studied, by means of doping the known SnO2.Nb2O5.CoO system with Cr2O3 and MnO2, as well as changing the CoO
content. Processing parameters, such as sintering temperature, cooling rate, heat
treatment atmosphere and composition, were analyzed, assessing therefore the specific role of dopants in the microstructural and electrical properties of a SnO2 varistor system and also optimizing the doping levels. The systems were sintered at different temperatures and cooling rates, aiming at obtaining better densification and electrical properties. X-ray diffractograms indicate the presence of a single phase.
However the micrographs obtained by SEM showed the presence of phases segregated at the grain boundary region, and also revealed very porous surfaces, mainly in the systems presenting high manganese concentration. X-ray spectroscopy
was used to anlyze the composition of these segregations, indicating the presence of "Mn, Co, Cr and O" in this region. I-V measurements were carried out and the best varistor response was from the system containing 1 mol% cobalt. The systems with higher manganese concentration presented smaller coefficients of non-linearity and also the addition of chromium oxide highly increased the tension of rupture. Analyses
of the electrical measurements of the samples, carried out after heat treatment at oxydizing and reducing atmospheres suggest that the oxygen adsorbed at the grain boundary interface is the main source of charge carries, responsible by the non-linear behavior of the SnO2 based varistors. / Tendo como objetivo a obtenção de sistemas varistores com matriz de dióxido de estanho apresentando elevado grau de não linearidade, foram estudadas novas composições varistoras no sistema já conhecido SnO2.Nb2O5.CoO, mediante a
adição dos dopantes Cr2O3, MnO2 e variação de CoO. Parâmetros de processamento tais como: temperatura de sinterização, taxa de resfriamento,
atmosfera e composição foram analisados, verificando assim o papel específico dos
dopantes sobre as propriedades microestruturais e elétricas de um sistema varistor de SnO2, bem como a otimização destes dopantes. Os sistemas foram sinterizados em diferentes temperaturas e taxas de resfriamento com o propósito de se obter
melhor densificação e propriedades elétricas. Os difratogramas de raios-X indicaram a presença de uma única fase, porém as micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura mostraram a presença de fases segregadas na região de
contorno de grão, além de revelar superficíes muito porosas principalmente nos sistemas com elevada concentração de manganês. A espectroscopia de raios-X foi utilizada para analisar a composição destas fases segregadas, indicando a presença
de Mn, Co, Cr e O nesta região. Medidas de tensão-corrente foram realizadas, sendo que o sistema que apresentou melhor resposta varistora tem em sua composição 1% em mol de cobalto. Porém os sistemas com maiores concentrações
de manganês apresentaram menores coeficientes de não-linearidade, além do que, a adição de óxido de crômio elevou em muito a tensão de ruptura. Análises de medidas elétricas das amostras após tratamento térmico em atmosferas oxidante e
redutora, sugerem que o oxigênio adsorvido na interface do contorno de grão é a principal fonte de portadores de carga responsáveis pelo comportamento não linear dos varistores á base de SnO2.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6520 |
| Date | 01 December 2000 |
| Creators | Bacelar Júnior, Wiss Kraw |
| Contributors | Silva, Elson Longo da |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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