Caracterização e perspectivas de uso de concentrados de óxidos de terras-raras para fabricação de cerâmicas varistoras à base de óxido de zinco

Abstract

RESUMOEste trabalho tem por objetivo verificar a adequabilidade do uso de concentrados de óxidos de terras-raras (COTR) para a fabricação de varistores à base de óxido de zinco. COTR e misturas produzidas em laboratório foram utilizados na fabricação de varistores à base de óxido de zinco (ZnO) segundo o método cerâmico. Análises granulométricas, térmicas, química por fluorescência de raios-X e de fases por difração de raios-X foram empregadas na caracterização dos COTR. A caracterização microestrutural dos varistores produzidos foi feita a partir dos resultados de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios-X por dispersão de energia e densimetria, e a caracterização elétrica teve por base os dados de tensão-corrente e tensão-capacitância. Os resultados obtidos mostram que existem perspectivas para a utilização de COTR na fabricação de cerâmicas varistoras à base de ZnO, as quais dependem, essencialmente, da natureza das impurezas ou do grau de refino químico dos COTR empregados. Varistores com coeficientes de não-linearidade entre 12 e 40 foram obtidos, alguns com valores de corrente de fuga comparáveis àqueles característicos de varistores comerciais.Palavras chaves: Cerâmicas varistoras, eletrocerâmicas, óxidos de terras-raras. Characterization and Utilization Prospects of Rare-earth Oxides Concentrated to Zinc Oxide-based Varistor Ceramics Manufacturing ABSTRACTThis work has for objective to verify the adequateness of the use of rare-earth oxides concentrated to zinc oxide-based varistor ceramics manufacturing. Rare-earth oxides concentrated and mixtures produced in laboratory had been used in the manufacture of zinc oxide-based varistors in accord to conventional ceramic method. Granulometric and thermal analysis, besides X-ray diffraction and fluorescence analysis were used in the characterization of the rare-earth oxides concentrated powders. SEM-EDS analysis and density analysis were used in the microstructural characterization and the electrical characterization was made from voltage-current and voltage-capacitance data. The results obtained show that there are good prospects for the use of rare-earth oxides concentrated in zinc oxide-based varistor ceramics manufacturing, which depend essentially on the nature of the impurities present or on the chemical refine level of the rareearth oxides concentrated used. Varistor ceramics with non-linearity coefficient between 12 and 40 were obtained, some presenting leakage current values comparable to those presented by commercial varistors.