Guido Antonio Zapata Catzin
Ingeniero Químico
Tesis Profesional
Resumen:
Los varistores de óxido de zinc son
cerámicos semiconductores con características no lineales, por lo que son muy
utilizados para la protección de equipos eléctricos de sobretensiones
transitorias, se ha demostrado en trabajos anteriores que la adición de la
espinela Zn7Sb2O12 a un varistor con matriz de
ZnO inhibe el crecimiento de los granos, incrementando las propiedades
eléctricas del varistor. Por otro lado se ha demostrado que la adición de iones
litio disminuye la porosidad en la superficie del varistor generando un mejor
contacto. En este trabajo se sintetizó por el método de reacción en estado
sólido la espinela Zn7Sb2O12, y los compuestos
ZnLiSbO4 y ZnSb2O6, además se obtuvo ZnO
aplicando el método de síntesis sol-gel. Los polvos obtenidos se sinterizaron a
diferentes tiempos y temperaturas, manteniendo la misma velocidad de
calentamiento y enfriamiento. La temperatura de formación de los compuestos fue
para la espinela α-Zn7Sb2O12 se obtuvo a 1000oC,
el ZnSb2O6 fue estable a 1050oC, y ZnLiSbO4
se obtuvo puro a 1050oC. El ZnO sintetizado por sol-gel generó un
compuesto con elevada cristalinidad a 1200oC. Las muestras fueron
evaluadas morfológicamente y se observó que ZnLiSbO4 y ZnO sol-gel
mostraron un crecimiento de grano y disminución del tamaño de poros y por
consiguiente un mejor contacto entre granos. Se midieron sus propiedades
eléctricas, obteniendo excelentes coeficientes de no linealidad de 19 y 39 para
ZnO sol-gel y ZnSb2O6, respectivamente. En cambio el ZnO
comercial mostró un bajo coeficiente de no linealidad de 2, finalmente las
curvas I-V para los compuestos Zn7Sb2O12 y
ZnLiSbO4 fueron resistivas. Se observó que el coeficiente de no
linealidad es directamente proporcional al contacto de grano e inversamente
proporcional al tamaño de los poros y la presencia de mezcla de fases.
Un especial agredecimiento:
Al Dr. Fernando May Crespo
Por todo el apoyo y los conocimientos
compartidos en el desarrollo de este trabajo. El apoyo financiero para realizar
esta tesis que fue otorgado por Conacyt proyecto CB2012/178947 agradeciendo
también al Laboratorio Nacional de Nano y Biotecnología (FOMIX LAB-108160,
CONACyT-123913) por permitir el uso de sus instalaciones y en particular
agradezco el apoyo técnico a MC D. Huerta, Biol. A. Cristóbal, MC Fidel Gamboa
y MC. D. Aguilar.
Asesora externa: Dra. Patricia Quintana Owen (CINVESTAV-IPN Unidad Mérida)
Asesor interno: MC. Luis Felipe Carrillo Lara
Revisores: Ing. Herbert Loría Sunza
Ing. Ana Rosa Cuevas Sosa
Ing. José Luis Gasca Heredia
Ing. Ana Rosa Cuevas Sosa
Ing. José Luis Gasca Heredia
Para citar:
Zapata Catzin, G.A. (2014) Medición de propiedades eléctricas de varistores [CD-ROM]. Informe de Residencia
Profesional. Instituto Tecnológico de Mérida. Mérida, Yucatán, México. Publicada 19 de diciembre de 2014