Destruction mechanism of ZnO varistors due to high currents

Eda, Kazuo

doi:10.1063/1.333836

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“…21) However in this work, for most of the failure samples after surge current test, no cracking or puncture happen. Practically, no visual destruction happen to most of the failure samples except for some samples of system SCNCr-1.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

SnO2-based varistors capable of withstanding surge current

Chen

2009

J. Ceram. Soc. Japan

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

SnO2-based varistors capable of withstanding surge current

Chen

2009

J. Ceram. Soc. Japan

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“…Se estableció que para pulsos de larga duración es posible encontrar los dos tipos de falla, complementando la investigación realizada por K. Eda, 1984, quien reportó la falla típica por fisuración para pulsos de corta duración (menores de 50 µs) y falla por perforación para pulsos de larga duración (mayores a 100 µs). Las medidas Fig.…”

Section: Conclusionesunclassified

“…La microestructura de éste tipo de varistores es compleja y está compuesta por una fase principal de ZnO, granos de la fase espinela ubicados en el borde de grano, en puntos triples y eventualmente dentro de los granos de la matriz de ZnO, granos de la fase pirocloro y diferentes fases polimórficas del Bi 2 O 3 las cuales se ubican principalmente en las uniones múltiples (4). La degradación en varistores de ZnO se ha estudiado en varios niveles: macroestructural, donde se ha reportado fallas físicas tipo fisuración características de pulsos de corriente de corta duración (menores a 50 µs) y fallas tipo perforación para pulsos de corriente de larga duración (mayores a 100 µs) (5). A nivel microestructural se ha encontrado aumento en la porosidad y pequeñas variaciones en el tamaño de grano, y a escala estructural se ha observado desplazamiento de los planos atómicos debido al stress eléctrico y térmico producido durante las descargas, así como pequeñas variaciones en los parámetros de red de la fase principal (6).…”

Section: Introductionunclassified

Degradación y recuperación de varistores de ZnO

Ramírez¹,

Bueno²,

Valera³

et al. 2006

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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En este trabajo se estudia el fenómeno de la degradación eléctrica en varistores basados en ZnO y los factores físico-químicos que influyen en ella, así como su efecto sobre la microestructura y propiedades eléctricas. Con la comprensión de los fenómenos de degradación se proponen metolodogías para recuperar varistores después de fallados con pulsos de corriente de larga (2000 µs) y corta duración (8/20 µs). Los análisis mostraron que una de las causas de degradación es la pérdida de especies de oxígeno en el borde de grano, permitiendo implementar un tratamiento térmico posterior en atmósfera enriquecida de oxígeno para recuperar las propiedades del varistor (temperatura de 900°C por dos horas y 15 l/h de flujo de oxígeno, fue la mejor condición). El procedimiento de recuperación propuesto es válido para todos los sistemas varistores con base en óxido metálico, sean comerciales o no y es de gran interés tecnológico, pues torna viable el reciclaje de una gran cantidad de piezas cerámicas que actualmente son descartadas sin ningún uso. Palabras clave: varistores, tratamientos térmicos, propiedades eléctricas, degradación. Degradation and recovery of ZnO varistors.In the present work it was studied the main aspect that influences on degradation and physical-chemical properties at grainboundary region of metal oxide varistors and its consequences on microstructure and nonohmic electric properties. Based on the comprehension of the degradation aspects it was proposed some methodologies to recover the varistors nonohmic properties after being failed with long (2000 µs) and short current pulses (8/20 µs). Our analysis shown that one of the cause of degradation process is related to the lowering of oxygen species amount at grain-boundary region. Therefore, it is possible to re-promote oxygen enrichment of such regions by specific thermal treatments in rich oxygen atmospheres (the best condition found in the present work was temperatures around 900°C for 2 h at an oxygen flux of 15 l/h). The proposed nonohmic properties recovering procedure appear to be valid for all kind metal oxide varistors studied and is very important from technological point of view.

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“…(3). The fractional number of hot paths fhP in a varistor sample for a given factor n is calculated as the integral .…”

Section: Intermediate Scalementioning

confidence: 99%