Banca de QUALIFICAÇÃO: SAMUEL NOGUEIRA CERNIAK

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.

DISCENTE: SAMUEL NOGUEIRA CERNIAK

DATA: 15/02/2011

HORA: 17:00

LOCAL: Laboratório de Materiais Cerâmicos e Metais Especiais

TÍTULO:

Estudo e desenvolvimento de um capacitor eletrolítico de nióbio

PALAVRAS-CHAVES:

capacitor eletrolítico, sinterização, nióbio, oxidação anódica

PÁGINAS: 75

GRANDE ÁREA: Engenharias

ÁREA: Engenharia de Materiais e Metalúrgica

RESUMO:

Procura-se encontrar uma alternativa para os atuais capacitores eletrolíticos de tântalo existentes no mercado, devido ao seu alto custo. O nióbio poder ser o principal substituto, pois ambos pertencem ao mesmo grupo da tabela periódica e têm várias propriedades semelhantes. O nióbio apresenta diversas aplicações tecnologicamente importantes e o Brasil possui as maiores reservas mundiais, em torno de 96%, existindo nióbio contido em reservas de tantalita e columbita no Rio Grande do Norte. Esses capacitores eletrolíticos possuem alta capacitância especifica, ou seja, podem armazenar altas energias em volumes pequenos comparados a outros tipos de capacitores, sendo este o principal atrativo desse tipo de capacitores, pois existe uma crescente demanda na produção de capacitores com capacitância especifica cada vez mais alta, isso devido à miniaturização de diversos aparelhos como GPSs, televisores, computadores, celulares e muitos outros. A rota de produção do capacitor foi feita através da metalurgia do pó. O pó de nióbio inicial fornecido pela EEL-USP foi primeiramente caracterizado através de DRX, MEV, granulometria a laser e FRX, para então ser peneirado em três granulometrias, 200, 400 e 635mesh. Os pós foram então compactados e sinterizados em 1350, 1450 e 1550ºC usando dois patamares, 30 e 60min. A sinterização é uma das partes mais importantes do processo, pois afeta propriedades como porosidade e limpeza superficial das amostras, que afetaram grandemente a qualidade do capacitor. As amostras sinterizados sofreram então um processo de oxidação anódica, que criou um filme fino de pentóxido de nióbio sobre toda a superfície porosa da amostra, este filme é o dielétrico do capacitor e as variáveis do processo de oxidação influenciaram no desempenho do filme e conseqüentemente do capacitor. As amostras foram caracterizadas através de medidas elétricas de capacitância, fator de perdas, ESR, densidade relativa, porosidade e medida de área superficial. Após as caracterizações foi feito um tratamento térmico de recozimento e então novamente as medidas elétricas. A granulometria do pó e a sinterização afetaram a porosidade e por sua vez a área especifica das amostras. Quanto maior a área do capacitor maior sua capacitância. O pó que apresentou capacitância mais alta foi o com menor granulometria. Temperaturas e tempos de sinterização maiores causaram amostras com área superficial menores, porém, por outro lado a limpeza superficial de impurezas foi maior para esses casos, de maneira que deve ser feito um balanceamento entre o ganho que se obtém com a limpeza das impurezas e a perda com a diminuição da área especifica. Os melhores resultados foram obtidos para a temperatura de 1450ºC/60min. O tratamento térmico de recozimento não afetou significativamente o fator de perdas e a ESR, porém forneceu um aumento na capacitância.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - ELIALDO CHIBERIO DA SILVA - IFRN
Externo ao Programa - 2613355 - FRANCINE ALVES DA COSTA
Presidente - 345842 - UILAME UMBELINO GOMES