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Previous issue date: 2002-08-02 / Universidade Federal de Minas Gerais / This work focussed on the effect of addition of Nb2O5 on the electrical and microestructural properties of SnO2-MnO2 based ceramics. It was also studied the effect of heat-treatments in a oxygen-rich atmosphere in these properties. The parent system was 99,5% SnO2-0,5% MnO2 in molar ratio, a dense system that did not present non-ohmic behavior. The addition of Nb2O5 on this system promoted an increase on the charge carrier number in the SnO2 matrix and, then, varistor properties were observed. Otherwise, the upper doping level, 0.25% mol of Nb2O5 system showed an higher porosity, due to the
decrease on the thermal sintering properties, that depleted the varistor characteristic of this system.
A detailed study on the electrical properties were performed using impedance spectroscopy and the obtained results showed that Nb2O5 tends to
form an electronic trapping level between the valence and the conduction bands, modifying the potential barrier properties formed in the grain boundaries region. In order to explain the obtained results, it was proposed a parallel
equivalent circuit model, based on the grain boundaries contributions to electrical properties.
Heat-treatments under oxygen-rich atmosphere did not changed the observed electrical properties in the systems, due to the presence of numerous
secondary phases (rich in oxygen and manganese), localized in triple points in the grain boundaries. It is pointed the there is a oxygen local enrichment in these phases, not significantly altering the observed macroscopical electrical characteristics in the analyzed systems. / Neste trabalho estudou-se o efeito da adição de Nb2O5 nas propriedades elétricas e microestruturais de cerâmicas a base de SnO2-MnO2. Foi também
estudado o efeito do tratamento térmico em atmosfera oxidante sobre essas propriedades. O sistema de partida foi 99,5% SnO2-0,5% MnO2 em mol, que é um sistema denso mas não apresenta propriedades não-ohmicas. A adição de Nb2O5 ao sistema proporciona um aumento no número de portadores de carga na matriz do SnO2 e o sistema passa a ter propriedades varistoras. Entretanto,
o sistema contendo 0,25% em mol de Nb2O5 apresentou alta porosidade, devido à diminuição nas propriedades de sinterização do sistema com o
aumento da concentração de Nb2O5, o que impossibilita esse sistema de ser utilizado como varistor.
Um estudo detalhado das propriedades elétricas foi feito por espectroscopia de impedância e mostra que o Nb2O5 forma um nível de aprisionamento de elétrons entre a banda de valência e a banda de condução que modifica as propriedades da barreira de potencial formada na região do contorno de grão. Para explicar os resultados, é proposto um modelo de circuito equivalente em paralelo baseado apenas nas contribuições do contorno de grão para as propriedades elétricas.
O tratamento térmico em atmosfera oxidante não alterou as propriedades elétricas dos sistemas devido a uma grande quantidade de precipitados (ricos em oxigênio e manganês) localizados em pontos triplos entre grãos. É proposto que haja um enriquecimento local com espécies de oxigênio adsorvidas nesses precipitados, mas que não alteram as propriedades elétricas macroscópicas dos sistemas estudados.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/773 |
| Date | 02 August 2002 |
| Creators | Orlandi, Marcelo Ornaghi |
| Contributors | Silva, Elson Longo da, Leite, Edson Roberto |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, 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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