Electrical and microstructural properties of microwave sintered SnO2-based varistors

Abstract

An investigation was made of the microstructural and electrical properties of SnO2-based varistors microwave sintered at 1200 ºC, applying a heating rate of 120 ºC/min and treatment times of 10, 20, 30, 40, 50 and 60 min. The system used in this study was (98.95-X) %SnO2.1.0%CoO.0.05%Cr2O3.X%Ta2O5, where X corresponds to 0.05 and 0.065 mol%. Sintering was carried out in a domestic microwave oven (2.45 GHz) fitted for lab use. Silicon carbide was placed in a refractory vessel to form a heating chamber surrounding the sample holder. The pellets were examined by scanning electron microscopy, X-ray diffractometry, direct current measurements and impedance spectroscopy. The parameters of density, medium grain size, coefficient of nonlinearity, breakdown electrical field, leakage current, and height and width of the potential barrier were analyzed.

Foi feito um estudo das propriedades microestruturais e elétricas de varistores à base de SnO2, sinterizados por microondas a 1200 ºC, com uma taxa de aquecimento de 120 ºC/min e tempos de tratamento de 10, 20, 30, 40, 50 e 60 min. O sistema utilizado neste estudo foi de (98,95-X) %SnO2.1,0%CoO.0,05%Cr2O3.X%Ta2O5, onde X corresponde a 0,05 e 0,065 mol%. A sinterização foi feita em um forno de microondas doméstico (2,45 GHz), equipado para uso em laboratório. Carbeto de silício foi colocado em um recipiente refratário para formar uma câmara de aquecimento em torno do suporte da amostra. As amostras foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, medições de corrente dc e espectroscopia de impedância. Os seguintes parâmetros foram analisados: densidade, tamanho médio de grão, coeficiente de não-linearidade, campo de rigidez dielétrica, corrente de fuga, e altura e largura da barreira de potencial.