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Previous issue date: 2007-05-22 === The aim of this paper is to analyse the doping influence by Nb2O5 on the varistor system behaviour (99,50-x)%TiO2.(0,05)%Cr2O3.(x)%Nb2O5, when x={0,10%; 0,15%; 0,20%; 0,25%} mol. Powder processing techniques were used to prepare the varistors. Ball milling process were used to mix the
reagents in a alcoholic media. Then they were isostatically pressed at 210MPa and then sintered in air at 1400C for two hours at 5C cooling rate, which produced pellets with high densification. Electric data, which was obtained by
continued currents at different temperatures, showed for lower concentration x=0,10% the values ER=4,41V/cm and 4,6, and for the higher concentration x=0,25% ER=9,71V/cm and 15,3. Furthermore, it was possible to see changes on the barrier potential, from which its height became higher and its width became slimmer as the doping element concentration was increased. As opposed to the experiment described above, for x=0,25%, significant reduction on potential barrier height and on barrier breakdown voltage was observed.
More over, the tendency of unit cell volume, which growth with higher doping element concentration, was broken for x=0,25% composition. These facts left us to think that could be happening little Nb2O5 segregations to grain boundaries, or the reduction in the average grains sizes for this composition
could be reducing the concentrations of Nb2O5 at grain boundaries. The Rietveld method was used to refine the X-ray data, which supplied lattice parameters with great accuracy. This method did not enable us to find other phases apart from rutile titanium dioxide. The M.E.V. micrographs were used to
measure the average grains sizes, and it was found average grains sizes between 7 and 16 Moreover, it was possible to notice that larger grains occurred with bigger doping element concentrations chaperoned by greater varistorporosity and lower grains form uniformity. === Neste trabalho investigou-se a influência do dopante Nb2O5 no
comportamento varistor do sistema ternário (99,50-x)%TiO2.(0,05)%Cr2O3. (x)%Nb2O5, onde as concentrações dopantes utilizadas foram x={0,10%; 0,15%; 0,20%; 0,25%} em mol. O processamento empregado foi o método convencional de misturas de óxidos. Os reagentes foram submetidos ao
moinho de bolas em meio alcoólico para mistura por três horas, prensados isostaticamente em 210MPa e sinterizados a 1400C por duas horas em atmosfera ambiente com taxa de resfriamento de 5C/min, resultando em elevada densificação das pastilhas. As medidas elétricas, realizadas em corrente contínua a diferentes temperaturas, mostraram para a menor
concentração de dopante os valores ER=4,41V/cm e 4,6, e para a maior ER=9,71V/cm e 15,3. Pode-se observar também alterações da barreira de potencial, cuja altura aumentou e largura diminuiu à medida que a concentração de dopante foi aumentada. Contudo, para x=0,25% obteve-se
uma redução significativa na altura da barreira de potencial e na tensão de ruptura por barreira. A tendência de aumento de volume da cela unitária com o aumento de dopante, que foi interrompida pela amostra com 0,25% Nb2O5, foi outro indício que levou à idéia de que possivelmente estaria havendo uma
segregação de Nb2O5 nos contornos de grão, ou ainda que a diminuição do tamanho médio de grão estaria possivelmente diluindo a concentração de Nb2O5 nos contornos de grão. O cálculo preciso dos volumes de cela unitária se realizou pelo refinamento dos difratogramas de raios-X pelo método de
Rietveld, que apesar de não ter revelado outras fases senão a do dióxido de titânio com estrutura do tipo rutilo, forneceu os parâmetros de rede com bastante precisão. Através de micrografias geradas por M.E.V. mediu-se os tamanhos médios de grão que ficaram dentro da faixa de 7 a 16, tendo os
tamanhos maiores ocorrido para as menores concentrações de dopantes e sendo acompanhados de maior porosidade e menor uniformidade nas formas de grãos.
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