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Desenvolvimento de semicondutores policristalinos (blocos cerâmicos varistores) a base de SnO2 para sistemas altamente eficientes de proteção contra sobre tensão

Processo: 10/51919-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de abril de 2014 - 31 de dezembro de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Thiago Dias
Beneficiário:Thiago Dias
Empresa:Spinnano Semicondutores Indústria e Comércio Ltda
Município: São Carlos
Bolsa(s) vinculada(s):14/05229-9 - Desenvolvimento de semicondutores policristalinos (blocos cerâmicos varistores) à base de SnO2 para sistemas altamente eficientes de proteção contra sobretensão, BP.PIPE
Assunto(s):Óxido de estanho  Óxido de zinco  Varistores  Semicondutores 

Resumo

O elevado número de descargas atmosferas ao qual o território brasileiro está exposto tem provocado uma série de prejuízos ao país como mortes de pessoas, prejuízos à pecuária, queima de equipamentos eletro-eletrônicos, interrupções no fornecimento de energia elétrica e nos serviços de telecomunicações. No entanto, não há no Brasil um setor industrial capaz de suprir as demandas do mercado consumidor de sistemas de proteção contra surtos de tensão elétrica, especialmente porque a alma destes sistemas de proteção, ou seja, o semicondutor de resistência variável, também conhecido como varistor, não é fabricado no país. Parte do conhecimento adquirido sobre esse tema durante vários anos de pesquisa despertou o interesse de empresas internacionais. O objetivo principal da FASE 1 deste PIPE é escalonar blocos cerâmicos varistores (produzi-los em quantidade semi-piloto para produção industrial e normatizar o produto) a base de óxido de estanho (SnO2) para serem utilizados em sistemas de proteção contra descargas elétricas competindo tecnicamente com sistemas SAD e também comercialmente com sistemas a base de ZnO. Sistemas varistores a base de SnO2 são uma excelente alternativa aos sistemas a base de ZnO devido a vantagens como menor número de componentes na composição, existência de uma única fase na microestrutura e maior tensão de ruptura que permite redução do tamanho e massa dos dispositivos fabricados. O estudo a ser realizado dentro da FASE 1 deste projeto trará subsídios para demonstrar a viabilidade técnica e econômica do produto e evidenciar aspectos de inovação mercadologicamente competitivos. A metodologia adotada será composta por três etapas principais. 1) Produção de blocos de prova (em escala semi-piloto) utilizando uma série de matérias primas nacionais para que seja determinada a melhor relação qualidade/custo. 2) Caracterização estrutural, microestrutural e caracterização elétrica para a determinação de uma série de propriedades tais como tensão de ruptura, não-linearidade entre tensão e corrente elétrica e degradação elétrica (esta etapa também visa racionalizar a normatização). 3) Estudo de mercado para aplicações em diversos dispositivos e sistemas a partir dos blocos fabricados (viabilidade técnica-econômica). Espera-se com os resultados produzidos nesta primeira tese, estabelecer condições que permitam estruturar o produto junto a empresa para garantir o êxito na segunda fase com o desenvolvimento completo do produto. Além disso, a empresa que abrigará esse desenvolvimento e outros na área de eletrocerâmicas, contribuirá potencialmente para o desenvolvimento de tecnologias inovadoras no âmbito dessa indústria que ainda é incipiente no Brasil (não há fabricação de blocos varistores no Brasil, ainda que os trabalhos mais inovadores cientificamente tenham sido realizados por acadêmicos nacionais) e que carece de apoio e investimentos para desenvolvimento de produtos. Dessa forma, o processo de difusão do conhecimento proveniente das universidades e centros de pesquisa com contrapartida das empresas, perfaz um círculo virtuoso que contribuirá para o desenvolvimento e o crescimento do país. (AU)