Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/tmm.00403001
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

RELAÇÕES EMPÍRICAS ENTRE CARACTERÍSTICAS MICROESTRUTURAIS E ABSORÇÃO DE ENERGIA EM CERÂMICAS VARISTORAS

EMPIRICAL RELATIONS BETWEEN MICROSTRUCTURAL CHARACTERISTICS AND ENERGY ABSORPTION IN VARISTOR CERAMICS

Furtado, José Geraldo de M.; Oliveira, Renata Nunes; Saléh, Luiz Antônio; Serra, Eduardo Torres

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Resumo

A capacidade de absorção de energia é uma das mais importantes características de uma cerâmica varistora, uma vez que ela determina seu desempenho e sua vida útil. Este trabalho tem por objetivo determinar a capacidade de absorção de energia de cerâmicas varistoras selecionadas e relacioná-las com suas características microestruturais. Cerâmicas varistoras produzidas em laboratório sofreram caracterização eletrotérmica que consistiu na determinação do comportamento da corrente de fuga e do nível de energia suportável, sob condições de temperatura monitoradas. Por outro lado, a caracterização microestrutural foi efetuada com base em resultados de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e avaliação do grau de densificação dos compactos cerâmicos. Os resultados obtidos permitem relacionar o nível de energia suportável e o comportamento da corrente de fuga com as características microestruturais dos varistores estudados. Cerâmicas que apresentaram maior homogeneidade microestrutural e elevados valores de densificação exibiram melhor comportamento eletrotérmico e maior capacidade de absorção de energia. A composição química e as características microestruturais causaram também uma grande variabilidade dos resultados de capacidade de absorção de energia (de 72 J/cm3 a 750 J/cm3) e da componente resistiva da corrente de fuga (de 0,8 μA/cm2 a 78 μA/cm2).

Palavras-chave

Varistor, Cerâmica varistora, Estabilidade eletrotérmica, Eletrocerâmicas

Abstract

The energy absorption capacity is one of the most important characteristics of a varistor ceramic, since it determines the varistor performance and its useful life. This work has for objective to determine the energy absorption capacity of selected varistors and to correlate it with their microstructural characteristics. Varistor ceramics produced in laboratory were characterized by electrothermal analysis that consisted of the determination of the leakage current behavior and the supportable energy level by means of the application of current impulses and transitory overvoltages, under monitored temperature conditions. On the other hand, the microstructural characterization was made by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and densimetric analysis. The results allow to correlate the supportable energy level and leakage current behavior with the microstructural characteristics of the studied varistors. Ceramics that had presented improved microstructural homogeneity and greater densification values had shown better electrothermal behavior and bigger energy absorption capacity. The chemical composition and the microstructural characteristics are responsible for a great variability of the results of energy absorption capacity (of 72 J/cm3 to 750 J/cm3) and of resistive leakage current (of 0.8 μA/cm2 to 78 μA/cm2).

Keywords

Varistor, Varistor ceramic, Electrothermal stability, Electroceramics

Referências



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