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As pesquisas realizadas no LIEC na área de Cerâmica Eletrônica têm apresentado um grande avanço e apresentado internacionalmente novos sistemas cerâmicos a base de SnO2, TiO2 e (Sn,Ti)O2 com propriedades varistoras de alta e de baixa tensão. A adição de diferentes dopantes, bem como a realização de tratamentos térmicos em atmosfera oxidante e redutora, influenciam na densificação, tamanho médio de grãos e nas propriedades elétricas destas cerâmicas varistoras. Medidas de espectroscopia de impedância têm sido amplamente exploradas, fornecendo informações importantes como variações de altura e largura da barreira de potencial em função da atmosfera de tratamento térmico realizados após a sinterização. Altos valores de coeficiente de não-linearidade têm sido obtidos para estes sistemas. Todos estes sistemas são potencialmente promissores à aplicação como
varistor.
Histórico
A primeira publicação sobre materiais varistores data de 1957, quando Kh.S. Valee e M.D. Mashkovich descobriram que o sistema binário ZnO-TiO2 possuia propriedades não ôhmicas. Outros estudos em sistemas binários ZnO-Bi2O3 e ZnO-Al2O3 realizados por M.S. Kosman e colaboradores (1961) e S. Ivamov e colaboradores (1963) respectivamente, também mostraram que esses sistemas poderiam ser utilizados como varistores. Entretanto, a não linearidade obtida para esses sistemas a, obtida empiricamente por I µ Va, está na região 2 £ a £ 6, que são coeficientes de não linearidade muito baixo comparados com que são obtidos atualmente (a ³ 70).
Em 1971, Matsuoka e colaboradores, fizeram varistores cerâmicos multicomponentes com propriedades muito melhores que aquelas obtidas para sistemas binários. A não linearidade nas características corrente-tensão para esse sistema foi de a=50.
Um típico sistema com essas propriedades é 97%ZnO-1%Sb2O3-0,5%MnO-0,5%CoO-0,5%Cr2O3, sendo essas porcentagens molares.
Atualmente, uma ampla variedade de composições são utilizadas para a obtenção de varistores. Os varistores comercialmente mais usados ainda são a base de óxido de zinco (ZnO), mas varistores de dióxido de estanho (SnO2) e dióxido de titânio (TiO2) possuem um grande potencial tecnológico que ainda não foi utilizado. É exatamente esse o objetivo das pesquisas que estão sendo realizadas no CMDMC-LIEC, que visam otimizar as propriedades dos varistores a base de SnO2, para utilização em altas tensões, a base de (Sn,Ti)O2 e TiO2 para utilização em baixas tensões, para que esses dispositivos possam em um futuro bem próximo substituir os varistores a base de
ZnO.
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