Síntese e caracterização elétrica de cerâmicas varistoras à base de ZnO

• Autor(a) principal: HOSKEN, Camila Martins
• Data de Publicação: 2006
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
• Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3385
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA; Varistor; ZnO; Sinterização; Contorno de grão

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.